Name: Un método Plug and Play para crear nanoconjuntos dispersables en agua que contiene un polímero anfífilo, colorantes orgánicos y conversión ascendente Nanopartículas (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-11-14T13:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 51 s
Description: Aprende a sintetizar nanopartículas de conversión ascendente y encapsularlas con colorantes orgánicos para crear nanoensamblajes dispersables en agua. Este método versátil permite transferir nanopartículas de solventes orgánicos a entornos acuosos manteniendo su fotorreactividad.

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

Esta investigación fue apoyada por el Consejo de Investigación de Ciencias Naturales e Ingeniería (NSERC) de Canadá, el Programa de Cátedras de Investigación de Canadá y la Universidad Simon Fraser. Este trabajo hizo uso de las instalaciones compartidas de 4D LABS con el apoyo de la Fundación Canadiense para la Innovación (CFI), el Fondo de Desarrollo del Conocimiento de Columbia Británica (BCKDF) y la Universidad Simon Fraser.

1. Síntesis de la Nayf 4 / Yb 3+ / Er 3+ conversión ascendente nanopartículas (UCNP) <ol><li> La instalación del equipo como sigue: <ol><li> Coloque una capa de 250 ml de calentamiento en una placa de agitación regular y enchufe el manto a la pareja térmica. </li><li> Coloque un matraz de fondo redondo de 250 ml equipado con una barra de agitación magnética en el manto de calentamiento con sujeción adecuada. </li><li> Conecte un adaptador de aire a la parte izquierda del cuello del matraz de fondo redondo y conecte este adaptador de aire a la línea de Schlenk con un tubo de plástico. </li><li> Adjuntar un adaptador de vidrio a la parte derecha del cuello del matraz de fondo redondo y fijar un adaptador de termómetro en el adaptador de vidrio. Inserte la sonda de temperatura en el matraz a través del adaptador de termómetro y enchufar esto en el termopar. </li><li> Adjuntar una cabeza de destilación al cuello medio del matraz de fondo redondo. Coloque un tapón en la parte superior de la cabeza de destilación. Conectar la cabeza a un condensador, seguido por un vacío distillatadaptador de iones y un matraz de fondo redondo de 50 ml. Conecte el adaptador de destilación al vacío a un pelele a través de tubos de plástico. </li></ol></li><li> Pesar 1,17 g (3,9 mmol) de acetato de itrio, 0,439 g de acetato de iterbio y 0,0727 g (0,1 mmol) de acetato de erbio y colocarlos en la reacción matraz de fondo redondo. </li><li> Añadir 30 ml de ácido oleico y 75 ml de octadeceno al matraz usando un cilindro graduado. </li><li> Enjuague el lado de la reacción matraz de fondo redondo utilizando 5 ml de metanol para asegurarse de que ningún ácido oleico y octadeceno se pega a los lados del matraz de reacción. </li><li> Conectar el matraz de reacción a un colector de doble línea Schlenk y gire la válvula correspondiente para mantener el matraz de reacción conectado a la línea de nitrógeno. </li><li> Encienda el termopar, ajustar la temperatura a 80 ° C, y se calienta gradualmente el sistema a esta temperatura. A 80 ° C y después de que se disuelvan todos los materiales de partida, retirar el manto de calefacción y de permitir que la reacciónenfriar a 30 ° C. </li><li> Cuando la temperatura alcanza los 30 ° C, sacar la cabeza de destilación, cambie el adaptador de aire de la parte izquierda del cuello al cuello medio y cerrar el cuello de izquierda con un tapón. Poco a poco introducir vacío al matraz de reacción girando la válvula en la línea de Schlenk desde la línea de nitrógeno a la línea de vacío. Todos los componentes de bajo punto de ebullición se sacó de la reacción en este punto. </li><li> Cuando la solución deje de burbujear, levante la temperatura a 115 ° C en una velocidad de 5 ° C / min. </li><li> Una vez que la temperatura alcanza los 115 ° C, mantener esta temperatura durante 15 minutos, luego retire la camisa de calentamiento y enfriamiento de la reacción a 50 ° C. Después, cambiar rápidamente la puesta en marcha de nuevo a la forma original de volver a colocar la cabeza de destilación al cuello medio y el adaptador de aire a la cabeza de izquierda. </li><li> Pesar 0,74 g (12,5 mmol) de NaOH y 0,50 g (20,0 mmol) de NH 4 F durante el proceso de enfriamiento, y disolverlosen 50 ml de metanol por sonicación. </li><li> Después de la sonicación, se vierte la solución en el matraz de fondo redondo de reacción y enjuagar las paredes del matraz con 5 ml de MeOH. </li><li> Deja la solución de agitar a 50 ° C durante 30 min. </li><li> Aumentar la temperatura a 75 ° C para destilar el metanol. </li><li> Durante la destilación, vaciar el matraz de recogida cuando sea necesario. Una vez finalizada la destilación, calentar la reacción a 300 ° C bajo protección de nitrógeno lo más rápido posible. </li><li> Una vez que la temperatura alcanza 300 ° C, mantener esta temperatura durante 1 hora. Si es necesario, cubra la configuración con papel de aluminio para ayudar a mantener la temperatura. A continuación, retire la fuente de calor y permitir que la reacción se enfríe a temperatura ambiente. </li><li> Una vez que se enfría a temperatura ambiente, se dividió la solución de manera uniforme en tres tubos de centrifugación (tubos de 50 ml, aproximadamente 35 ml de solución por cada tubo), y la parte superior por el tubo a los 50 ml escala utilizando etanol anhidro. Centrífuga todo tél tubos a 3.400 xg durante 15 min. Después de la centrifugación, los UCNPs se deben observar en el lado de los tubos como un precipitado blanco. </li><li> Descartar el sobrenadante y redispersar los pellets UCNPs en hexanos (7,5 ml de hexano por cada tubo), y luego rellenar el tubo con etanol para la escala de 50 ml. Tubos de centrífuga de nuevo a 3400 xg durante 15 min. </li><li> Una vez que la centrifugación es completa, descartar el sobrenadante y redispersar los UCNPs sólidos en 30 ml de CHCl 3 para su uso posterior. </li></ol> 2. nanoconjuntos Asamblea de dispersables en agua que contienen Orgánica Tinte Moléculas y Nanopartículas conversión ascendente <ol><li> Disolver 25 mg (0,0147 mmol) de poli (anhídrido maleico estireno-alt) (PSMA) en 3 ml de CHCl 3 en un vial de centelleo equipado con una barra de agitación magnética. Esta cantidad es una cantidad optimizada después de múltiples ensayos. </li><li> Añadir 250 l (47 mg / ml) de la conversión ascendente nanopartículas solución de cloroformo acciones al Scintivial lación. </li><li> Tapar el frasco y lo coloca en la placa de agitación magnética, y se agita la solución a temperatura ambiente durante 2 horas. </li><li> Pesar 160 mg (0,0773 mmol) de poliéter amina 2070, y se disuelven en 1 ml de CHCl3. A continuación, añadir esta solución a la vial de centelleo en una porción con una pipeta. La solución se volverá a amarillo pálido que indica la reacción de poliéter amina 2070 con los grupos anhídrido en la PSMA. </li><li> Continuar agitando la solución durante la noche a temperatura ambiente. </li><li> Medir la cantidad apropiada de moléculas de colorante orgánicas entonces dispensarla en el vial de centelleo en una porción, se agitó la solución resultante durante 1 hr. <ol><li> Para la muestra TPP-NP (que contiene nanoconjunto cubierta de polímero, tetrafenilporfirina y nanopartículas conversión ascendente), directamente añadir 1 mg de porfirina tetrafenil al vial de centelleo. Para la muestra DAE-UCNP (que contiene nanoconjunto cubierta de polímero, moléculas diarileteno y nanopartículas upconvertings), la cantidad de cada moléculas de diarileteno es 2 × 10 -7 mol. Añadir las dos moléculas de diarileteno en la solución de reacción. Los volúmenes de las dos moléculas diarileteno son: DAE-1o (1,8 mM), 111 l y DAE-2o (1,6 mM), 125 l. </li></ol></li><li> Se elimina el disolvente CHCl 3 bajo presión reducida usando un evaporador rotatorio, a continuación, añadir 3 ml de 0,001 acuosa de NaOH (pH ≈ 11) M al vial de centelleo, después sonicar el vial hasta que se forma una suspensión lechosa. </li><li> Coloque el vial de nuevo en el evaporador rotativo, y retirar con cuidado el resto CHCl3 hasta que la suspensión se ha convertido en una solución clara. </li><li> Transferir la solución del vial de centelleo para dos tubos de centrifugación cónicos de 1,5 ml y centrifugar la solución a 20.600 xg durante 25 min. </li><li> Descartar el sobrenadante, a continuación, añadir un total de 3 ml de H2O desionizada en los dos tubos (1,5 ml por tubo), sonicar los tubos para redispersar los pelletsen el H2O desionizada </li><li> Centrifugar los dos tubos de nuevo a 20.600 xg durante 25 min. </li><li> Descartar el sobrenadante, a continuación, añadir un total de 3 ml de H2O desionizada en los dos tubos (1,5 ml por tubo). Sonicar los tubos para redispersar los pellets en el desionizada H 2 O. </li><li> Filtrar la muestra acuosa nanopartículas dispersión a través de un filtro de jeringa de 0,2 micras para obtener la muestra final para la prueba adicional. </li></ol>

<ol><li>Fery-Forgues, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorescent+organic+nanocrystals+and+non-doped+nanoparticles+for+biological+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Fluorescent organic nanocrystals and non-doped nanoparticles for biological applications.</a> Nanoscale. 5 (18), 8428-8442 (2013).</li>
<li>Vollrath, A., Schubert, S., Schubert, U. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorescence+imaging+of+cancer+tissue+based+on+metal-free+polymeric+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Chem.+B%22%5BJournal%5D)">Fluorescence imaging of cancer tissue based on metal-free polymeric nanoparticles.</a> J. Mater. Chem. B. 1, 1994-2007 (2013).</li>
<li>Cheng, X., Lowe, S. B., Reecec, P. J., Gooding, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Colloidal+silicon+quantum+dots%3A+from+preparation+to+the+modification+of+self-assembled+monolayers+%28SAMs%29+for+bio-applications%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Soc.+Rev%22%5BJournal%5D)">Colloidal silicon quantum dots: from preparation to the modification of self-assembled monolayers (SAMs) for bio-applications.</a> Chem. Soc. Rev. 43, 2680-2700 (2014).</li>
<li>Luo, P. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Carbon-based+quantum+dots+for+fluorescence+imaging+of+cells+and+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Adv%22%5BJournal%5D)">Carbon-based quantum dots for fluorescence imaging of cells and tissues.</a> RSC Adv. 4, 10791-10807 (2014).</li>
<li>Wang, Y., Hu, R., Lin, G., Roy, I., Yong, K. -T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functionalized+Quantum+Dots+for+Biosensing+and+Bioimaging+and+Concerns+on+Toxicity%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Appl.+Mater.+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Functionalized Quantum Dots for Biosensing and Bioimaging and Concerns on Toxicity.</a> ACS Appl. Mater. Interfaces. 5 (8), 2786-2799 (2013).</li>
<li>Kairdolf, B. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Semiconductor+Quantum+Dots+for+Bioimaging+and+Biodiagnostic+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Semiconductor Quantum Dots for Bioimaging and Biodiagnostic Applications.</a> Annu. Rev. Anal. Chem. 6 (1), 143-162 (2013).</li>
<li>Huang, B., Bates, M., Zhuang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Super-Resolution+Fluorescence+Microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Biochem%22%5BJournal%5D)">Super-Resolution Fluorescence Microscopy.</a> Annu. Rev. Biochem. 78, 993-1016 (2009).</li>
<li>Fölling, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photochromic+Rhodamines+Provide+Nanoscopy+with+Optical+Sectioning%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Photochromic Rhodamines Provide Nanoscopy with Optical Sectioning.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 46 (33), 6266-6270 (2007).</li>
<li>Fölling, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorescence+Nanoscopy+with+Optical+Sectioning+by+Two-Photon+Induced+Molecular+Switching+using+Continuous-Wave+Lasers%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Phys.+Chem%22%5BJournal%5D)">Fluorescence Nanoscopy with Optical Sectioning by Two-Photon Induced Molecular Switching using Continuous-Wave Lasers.</a> Chem. Phys. Chem. 9 (2), 321-326 (2008).</li>
<li>Bossi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multicolor+Far-Field+Fluorescence+Nanoscopy+through+Isolated+Detection+of+Distinct+Molecular+Species%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Multicolor Far-Field Fluorescence Nanoscopy through Isolated Detection of Distinct Molecular Species.</a> Nano Lett. 8 (8), 2463-2468 (2008).</li>
<li>Berns, M. W., Krasieva, T., Sun, C. –H., Dvornikov, A., Rentzepis, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+polarity+dependent+fluorescence+%22switch%22+in+live+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Photochem.+Photobiol.+B%3A+Biol%22%5BJournal%5D)">A polarity dependent fluorescence "switch" in live cells.</a> Photochem. Photobiol. B: Biol. 75, 51-56 (2004).</li>
<li>Zou, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amphiphilic+Diarylethene+as+a+Photoswitchable+Probe+for+Imaging+Living+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Amphiphilic Diarylethene as a Photoswitchable Probe for Imaging Living Cells.</a> J. Am. Chem. Soc. 130 (47), 15750-1(2008).</li>
<li>Westphal, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Video-Rate+Far-Field+Optical+Nanoscopy+Dissects+Synaptic+Vesicle+Movement%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Video-Rate Far-Field Optical Nanoscopy Dissects Synaptic Vesicle Movement.</a> Science. 320, 246-249 (2008).</li>
<li>Zhuang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorescent+Switches+Based+on+Photochromic+Compounds%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Photonics%22%5BJournal%5D)">Fluorescent Switches Based on Photochromic Compounds.</a> Nat Photonics. 3, 365-367 (2009).</li>
<li>Cusido, J., Deniz, E., Raymo, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorescent+Switches+Based+on+Photochromic+Compounds%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Org.+Chem%22%5BJournal%5D)">Fluorescent Switches Based on Photochromic Compounds.</a> Eur. J. Org. Chem. 13, 2031-2045 (2009).</li>
<li>Raymo, F. M., Tomasulo, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electron+and+energy+transfer+modulation+with+photochromic+switches%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Soc.+Rev%22%5BJournal%5D)">Electron and energy transfer modulation with photochromic switches.</a> Chem. Soc. Rev. 34, 327-336 (2005).</li>
<li>Feringa, B. L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFeringa%2C+BL+%22Molecular+Switches%22">Molecular Switches</a>. , Wiley-VCH. Weinheim. (2010).</li>
<li>Tian, H., Yang, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+progresses+on+diarylethene+based+photochromic+switches%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Soc.+Rev%22%5BJournal%5D)">Recent progresses on diarylethene based photochromic switches.</a> Chem. Soc. Rev. 33, 85-97 (2004).</li>
<li>Ubaghs, L., Sud, D., Branda, N. R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aUbaghs%2C+L+%22Handbook+in+Thiophene-Based+Materials%3A+Applications+in+Organic+Electronics+and+Photonics%22">Handbook in Thiophene-Based Materials: Applications in Organic Electronics and Photonics</a>. Perepichka, I. D., Perepichka, D., Branda, N. R. 2, John Wiley and Sons. Chichester. (2009).</li>
<li>Norsten, T. B., Branda, N. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoregulation+of+Fluorescence+in+a+Porphyrinic+Dithienylethene+Photochrome%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Photoregulation of Fluorescence in a Porphyrinic Dithienylethene Photochrome.</a> J. Am. Chem. Soc. 123 (8), 1784-1785 (2001).</li>
<li>Giordano, L., Jovin, T. M., Irie, M., Jares-Erijman, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diheteroarylethenes+as+Thermally+Stable+Photoswitchable+Acceptors+in+Photochromic+Fluorescence+Resonance+Energy+Transfer+%28pcFRET%29%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Diheteroarylethenes as Thermally Stable Photoswitchable Acceptors in Photochromic Fluorescence Resonance Energy Transfer (pcFRET).</a> J. Am. Chem. Soc. 124 (25), 7481-7489 (2002).</li>
<li>Fölling, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+Characterization+of+Photoswitchable+Fluorescent+Silica+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Synthesis and Characterization of Photoswitchable Fluorescent Silica Nanoparticles.</a> Small. 4 (1), 134-142 (2008).</li>
<li>Jeong, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoreversible+cellular+imaging+using+photochrome-conjugated+fullerene+silica+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Commun%22%5BJournal%5D)">Photoreversible cellular imaging using photochrome-conjugated fullerene silica nanoparticles.</a> Chem. Commun. 47, 10668-10670 (2011).</li>
<li>Gai, S., Li, C., Yang, P., Lin, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+progress+in+rare+earth+micro%2Fnanocrystals%3A+soft+chemical+synthesis%2C+luminescent+properties%2C+and+biomedical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Recent progress in rare earth micro/nanocrystals: soft chemical synthesis, luminescent properties, and biomedical applications.</a> Chem. Rev. 114 (4), 2343-2389 (2014).</li>
<li>Carling, C. -J., Boyer, J. -C., Branda, N. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multimodal+fluorescence+modulation+using+molecular+photoswitches+and+upconverting+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Org.+Biomol.+Chem%22%5BJournal%5D)">Multimodal fluorescence modulation using molecular photoswitches and upconverting nanoparticles.</a> Org. Biomol. Chem. 10, 6159-6168 (2012).</li>
<li>Wu, T., Boyer, J. -C., Barker, M., Wilson, D., Branda, N. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+%22Plug-and-Play%22+Method+to+Prepare+Water-Soluble+Photoresponsive+Encapsulated+Upconverting+Nanoparticles+Containing+Hydrophobic+Molecular+Switches%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Mater%22%5BJournal%5D)">A "Plug-and-Play" Method to Prepare Water-Soluble Photoresponsive Encapsulated Upconverting Nanoparticles Containing Hydrophobic Molecular Switches.</a> Chem. Mater. 25 (12), (2013).</li>
<li>Wu, T., Kaur, S., Branda, N. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Energy+transfer+between+amphiphilic+porphyrin+polymer+shells+and+upconverting+nanoparticle+cores+in+water-dispersible+nano-assemblies%5BTitle%5D)+AND+%22Org.+Biol.+Chem%22%5BJournal%5D)">Energy transfer between amphiphilic porphyrin polymer shells and upconverting nanoparticle cores in water-dispersible nano-assemblies.</a> Org. Biol. Chem. 13, 2317-2322 (2015).</li>
<li>Irie, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photochromism%3A+Memories+and+Switches+Introduction%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Photochromism: Memories and Switches Introduction.</a> Chem. Rev. 100 (5), 1683-1684 (2000).</li>
</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

Las nanopartículas sintetizadas según este protocolo tienen una distribución de tamaño de 20 a 25 nm centrada en torno al 22,5 nm. 26,27 Se pueden clasificar como partículas esféricas con una estructura reticular 4 acogida α-Nayf. Hay dos pasos críticos en este protocolo. En la síntesis UCNP, es crucial para mantener la temperatura y el tiempo de calentamiento tan preciso como sea posible para asegurar una estrecha distribución de tamaño de partícula. La adición simultánea de NaOH y NH 4...

Hoy en día todavía hay una necesidad urgente de desarrollar nuevos tipos de agentes bio-imágenes. Muchas sondas fluorescentes novedosos han sido bien documentados. 6.1 Sin embargo, las mejoras sustanciales en la resolución de la imagen sigue siendo un desafío. 7 Un método práctico es modular directamente las sondas de fluorescencia entre un estado de emisión &quot;luz&quot; y un estado apagada &#39;oscura&#39;. 8-12 Este método en particular se ha aplicado para desarrollar tecnologías, tales como el agotamiento de la emisión estimulada (STED) 13 microscopía y microscopía óptica de reconstrucción estocástico (Storm). 14 Otro enfoque para modular la fluorescencia es al par de cromóforos fotosensibles junto con sondas fluorescentes. 15,16 Alternar el cromóforo photoresponsive entre dos isómeros donde sólo uno de los isómeros puede actuar como un aceptor de transferencia de energía eficiente, permite el control sobre la extinción de la fluorescencia de The sonda a través de transferencia de energía de resonancia Förster (FRET) y otros mecanismos. El resultado es la creación de un Estado de emisión y un estado templado que puede ser alternado por la exposición del cromóforo photoresponsive a diferentes longitudes de onda de la luz. Cromóforos diarileteno fotosensibles se pueden activar de forma reversible entre un isómero de anillo abierto incolora y un isómero de anillo cerrado de color tras la irradiación con rayos UV y la luz visible. 17-19 La estabilidad térmica de los dos isómeros y espectros de absorción sintonizable del anillo cerrado maquillaje isómero diariletenos muy buenos candidatos como FRET controlable aceptantes. nanopartículas dopado con lantánidos 20-23 Nayf 4 conversión ascendente son útiles para la bio-imágenes. 24 Estas nanopartículas absorben la luz del infrarrojo cercano y emiten luz en varias regiones del espectro visible. Los ejemplos de modulación de la fluorescencia mediante la combinación de cromóforos diarileteno fotosensibles y nanopartículas han sido previamente reportados por nuestro grupo. 25-27 Sin embargo, los sistemas descritos en cada ejemplo requiere una modificación sintética adicional para fijar los diariletenos a la superficie de las nanopartículas, lo que complica el desarrollo de sistemas más diversos. Aquí se demuestra un método sencillo &quot;plug-and-play &#39;para preparar moléculas de colorante orgánico dispersables en agua y nanopartículas conversión ascendente fotosensibles utilizando una estrategia de auto-ensamblaje. La elección de los polímeros; poli (anhídrido maleico estireno-alt) y poliéter amina 2070 proporcionan tanto un entorno hidrófobo e hidrófilo. Las secciones hidrófobas del polímero ayuda para sostener las moléculas orgánicas normalmente insolubles en agua y nanopartículas conversión ascendente juntos, mientras que la región hidrófila del polímero es crítico para mantener la solubilidad en agua. Primero vamos a demostrar la síntesis de las nanopartículas de conversión ascendente por el método de la nucleación térmica. Entonces, vamos a probar how las moléculas orgánicas y nanopartículas conversión ascendente se encapsulan dentro de las regiones hidrófobas de la cubierta de polímero y permanecen estables en medios acuosos simplemente co-agitación una solución de la nanopartículas de conversión ascendente, polímero y diferentes moléculas de colorante orgánico, seguido por un procedimiento de tratamiento conveniente. También demostramos cómo modular la emisión de fluorescencia de los conjuntos utilizando la irradiación de luz externa. Anticipamos el alcance de la utilización de este método &quot;plug-and-play&quot; para hacer nanoconjuntos dispersables en agua continuarán expandiéndose.

<table><tbody><tr><td>Acetato de itrio</td><td>Sigma</td><td>326046</td><td>Acetato de itrio (III) hidratado</td></tr><tr><td>Acetato de iterbio</td><td>Sigma</td><td>544973</td><td>Acetato de iterbio (III) hidratado</td></tr><tr><td>Sigma</td><td></td><td>325570</td><td>Acetato de erbio (III) hidratado</td></tr><tr><td>Ácido oleico</td><td>Sigma</td><td>75096</td><td>patrón analítico</td></tr><tr><td>Octadecene</td><td>Sigma</td><td>O806</td><td>Técnico grado</td></tr><tr><td>de reactivo NaOH</td><td>Sigma</td><td>S5881</td><td>grado de reactivo</td></tr><tr><td>NH4F</td><td>Reactivo Sigma</td><td>216011</td><td>ACS</td></tr><tr><td>Anhídrido poli(estireno-co-maleico)</td><td>Sigma</td><td>442399</td><td>Promedio Mn = 1700</td></tr><tr><td>JeffAmine 2070</td><td>Huntsman</td><td>M-2070</td><td></td></tr><tr><td>Varian Carry 300</td><td>Agilent</td><td></td><td></td></tr><tr><td>JDSU Láser</td> <td>NIRJSDU</td><td>L4-9897510-100M</td><td>Láser de diodo de 980 nm</td></tr></tbody></table>

un método &#39;plug and play&#39; para crear nanoconjuntos dispersables en agua que contiene un polímero anfífilo, colorantes orgánicos y conversión ascendente nanopartículas

A 'Plug and Play' Method to Create Water-dispersible Nanoassemblies Containing an Amphiphilic Polymer, Organic Dyes and Upconverting Nanoparticles

En este protocolo, primero describimos un procedimiento para sintetizar nanopartículas de conversión ascendente dopadas con lantánidos (UCNPs). A continuación, demostramos cómo generar polímeros anfifílicos in situ y describimos un protocolo para encapsular los UCNPs preparados y diferentes moléculas de colorantes orgánicos (porfirinas y diarilotenos) utilizando cáscaras de polímeros para formar nanoensamblajes estables dispersables en agua. Las muestras de nanoensamblaje que contienen tanto los UCNPs como los colorantes orgánicos de diariletino tienen interesantes propiedades fotoquímicas y fotofísicas. Tras la irradiación UV de 365 nm, el grupo diariletino experimenta un cambio de color visual. Cuando las muestras se irradian con luz visible de otra longitud de onda específica, el color se desvanece y las muestras vuelven al estado incoloro inicial. Las muestras también emiten luz visible de los UCNP al irradiarse con luz infrarroja cercana de 980 nm. La intensidad de emisión de las muestras se puede ajustar a través de la irradiación alterna con luz UV y visible. La modulación de la fluorescencia se puede realizar durante muchos ciclos sin que se observe la degradación de las muestras. Este versátil procedimiento de encapsulación permite la transferencia de moléculas hidrofóbicas y nanopartículas de un disolvente orgánico a un medio acuoso. El polímero ayuda a mantener un microambiente similar a los lípidos para las moléculas orgánicas para ayudar a preservar su comportamiento fotoquímico en el agua. Por lo tanto, este método es ideal para preparar sistemas fotorsensibles dispersables en agua. El uso de luz infrarroja cercana para activar nanopartículas de conversión ascendente permite que la luz de menor energía se utilice para activar las fotorreacciones en lugar de la luz ultravioleta más dañina.

Los espectros de absorción y espectros de fotoluminiscencia se recogieron para la muestra DAE-UCNP. Los espectros de absorción se utilizan para comparar la superposición espectral entre los cromóforos diarileteno cerradas y las nanopartículas conversión ascendente. Las fotografías de las muestras (tanto TPP-UCNP y DAE-UCNP) también se incluyen para demostrar la encapsulación con éxito de moléculas de colorante orgánicos y nanopartículas conversión ascendente, que se encuentran dentro de las conchas de polímeros anfifíli...

Las moléculas de colorante orgánico y las nanopartículas de conversión ascendente recubiertas de ácido oleico no son solubles en agua. Este protocolo describe un método "plug and play" que permite la transferencia de moléculas de colorante orgánico y la conversión ascendente de partículas de su solvente hidrofóbico inicial a agua.

Un método &#39;Plug and Play&#39; para crear nanoconjuntos dispersables en agua que contiene un polímero anfífilo, colorantes orgánicos y conversión ascendente Nanopartículas

In this protocol, we first describe a procedure to synthesize lanthanide doped upconverting nanoparticles (UCNPs). We then demonstrate how to generate ...

El objetivo general de este protocolo es demostrar cómo se sintetizan las nanopartículas conversoras ascendentes y cómo pueden ser encapsuladas con moléculas de colorantes orgánicos para preparar nanoensamblajes dispersables en agua. Este método puede responder preguntas en los campos de la nanotecnología y la fotoquímica, como cómo se pueden transferir las nanopartículas de disolventes orgánicos a ambientes acuosos, y cómo mantener su reactividad fotográfica en agua. La principal ventaja de nuestro exclusivo método de registro y reproducción es su simplicidad y versatilidad.El procedimiento de encapsulación puede aplicarse a una variedad de combinaciones de nanopartículas y dispositivos orgánicos. La combinación de nanopartículas conversoras ascendentes y moléculas fotoactivas permitirá el acceso a un rango más amplio de fármacos que requieren activación con luz ultravioleta. Además, este método puede proporcionar información sobre la transferencia de energía entre nanopartículas luminiscentes y moléculas de colorantes orgánicos.Por lo general, la encapsulación de nanopartículas requiere una atención extrema, especialmente con respecto al paso de transferencia de fase. Por ejemplo, los errores en la secuencia de adición o en las proporciones de reactivos podrían provocar fácilmente la agregación de las partículas. La demostración visual de este método es fundamental porque existen varios pasos complejos que involucran la técnica de encapsulación.Por lo tanto, requiere una temporización precisa, cantidades exactas de materiales y temperaturas controladas. Coloque primero una placa de calentamiento de 250 mililitros sobre un agitador magnético común y conecte la placa a un termopar. Coloque un matraz redondo de 250 mililitros equipado con una barra magnética de agitación sobre la placa de calentamiento.Con una sujeción adecuada, conecte un adaptador de aire al cuello izquierdo del matraz de fondo redondo y conecte este adaptador de aire a una línea Schlenk mediante un tubo de plástico. A continuación, conecte un adaptador de vidrio al cuello derecho del matraz de fondo redondo y sujete un adaptador para termómetro al adaptador de vidrio. Introduzca una sonda de temperatura en el matraz a través del adaptador para termómetro y enchúfelo al termopar.Coloque una cabeza de destilación en el cuello central del matraz redondo y coloque un tapón en la parte superior de la cabeza de destilación. Conecte la cabeza a un condensador, seguido de un adaptador para destilación al vacío y un matraz redondo de 50 mililitros. Luego conecte el adaptador para destilación al vacío a un burbujeador mediante un tubo de plástico.A continuación, coloque 1,17 gramos de acetato de itrio, 0,439 gramos de acetato de iterbio y 0,0727 gramos de acetato de erbio en un matraz redondo de 250 mililitros, añada 30 mililitros de ácido oleico y 75 mililitros de hexano al matraz. Utilizando un cilindro graduado, conecte el matraz a la línea Schlenk de doble colector y gire la válvula correspondiente para mantener el matraz conectado a la línea de nitrógeno. Encienda el termopar y ajuste la temperatura a 80 grados Celsius.Caliente gradualmente el sistema hasta esta temperatura ajustando el termopar en el rango de 50 a 500 mililitros. Una vez que todos los materiales de partida se hayan disuelto, retire el manto calefactor y deje enfriar la reacción hasta 30 grados Celsius. Cuando la temperatura alcance 30 grados Celsius, retire la cabeza de destilación, cambie el adaptador de aire del cuello izquierdo al cuello central y cierre el cuello izquierdo con un tapón.Luego, introduzca lentamente vacío al matraz de reacción girando la válvula de la línea desde la línea de nitrógeno hacia la línea de vacío. Cuando la solución deje de burbujear, aumente la temperatura a 115 grados Celsius a una velocidad de cinco grados Celsius por minuto. Después de 15 minutos a 115 grados Celsius, retire el manto calefactor y enfríe la reacción hasta 50 grados Celsius.A continuación, cambie rápidamente la configuración a su forma original volviendo a colocar el cabezal de destilación en el cuello central y el adaptador de aire en el cuello izquierdo. Durante el proceso de enfriamiento, agregue 74 gramos de hidróxido de sodio y 0,5 gramos de fluoruro de amonio a un frasco de plástico con tapa, y disuelva los reactivos en 50 mililitros de metanol mediante sonicación tras la sonicación. Vierta la solución en el matraz redondo de 250 mililitros y enjuague las paredes del matraz con cinco mililitros de metanol.Después de permitir que la solución se agite a 50 grados durante 30 minutos, aumente la temperatura hasta 75 grados Celsius para destilar el metanol durante la destilación, vaciando el matraz colector cuando sea necesario. Una vez finalizada la destilación, caliente la reacción hasta 300 grados Celsius bajo protección de nitrógeno lo más rápido posible. Cuando la temperatura alcance 300 grados Celsius, mantenga esta temperatura durante una hora.Si es necesario, cubra el montaje con papel de aluminio para ayudar a mantener la temperatura. Luego retire la fuente de calor, permitiendo que la reacción se enfríe a temperatura ambiente. Después de enfriar a temperatura ambiente, divida la solución equitativamente en tres tubos plásticos de centrifugación de 50 mililitros y complete cada tubo hasta la escala de 50 mililitros con etanol anhidro; centrifugue todos los tubos a 3.400 × g durante 15 minutos.Tras descartar el sobrenadante, volver a dispersar los pellets de nanopartículas convertidas ascendente o UCNP en 7,5 mililitros de hexanos, y llenar cada tubo con etanol hasta la escala de 50 mililitros. Tras la centrifugación a 3.400 ×g durante 15 minutos, desechar el sobrenadante y volver a dispersar los UCNP sólidos en 30 mililitros de cloroformo en el tubo. Luego transferir la solución a un vial de vidrio para su uso posterior.En este punto, 25 miligramos de poliestireno, Ultima e hidruro o PSMA en tres mililitros de cloroformo. En un vial de centelleo equipado con una barra magnética de agitación, agregue luego 250 microlitros de la solución stock de UCNP en cloroformo al vial. Agite la solución a temperatura ambiente durante dos horas.A continuación, disuelva 160 miligramos de poliéteramina 2070 en un mililitro de cloroformo y agregue la solución al vial de centelleo en una sola porción utilizando una pipeta. Después de agitar la solución durante la noche a temperatura ambiente, añada la cantidad adecuada de moléculas de colorante orgánico al vial de centelleo en una sola porción.Luego, agite la solución resultante durante una hora. A continuación, elimine el cloroformo bajo presión reducida utilizando un evaporador rotatorio. Una vez finalizado, agregue tres mililitros de una solución acuosa de hidróxido de sodio 0,001 molar al vial de centelleo y someta el vial a sonicación hasta que se forme una suspensión lechosa.Después de colocar nuevamente el vial en el evaporador rotatorio, retire cuidadosamente el cloroformo restante hasta que la suspensión se convierta en una solución transparente. A continuación, transfiera la solución desde el vial de centelleo a dos tubos cónicos de centrifugación de 1,5 mililitros y centrifugue las soluciones a 20 600 ×g durante 25 minutos. Después de desechar el sobrenadante, agregue 1,5 mililitros de agua desionizada a cada tubo y someta los tubos a sonicación para redispersar nuevamente los pellets en el agua, tras la centrifugación bajo las mismas condiciones que antes.Descarte el sobrenadante y agregue 1,5 mililitros de agua desionizada a cada tubo. Una vez que los precipitados se hayan redispersado en el agua mediante sonicación, filtre cada muestra de dispersión acuosa de nanopartículas a través de un filtro de jeringa de 0,2 micrones para obtener las muestras finales para pruebas posteriores. Al irradiar con un láser de infrarrojo cercano de 980 nanómetros, se produce una emisión verde a partir de la muestra de TPP UCNP, que se asigna a la emisión del atrio dopado con erbio.Al irradiar la muestra mezclada D-A-E-U-N-C-P con luz ultravioleta, los nanopartículas fluoradas de conversión ascendente provocan que el isómero incoloro con anillo abierto se convierta en el anillo coloreado. El isómero con anillo cerrado y la exposición a luz visible desencadenan el proceso inverso. Como es típico para los diarilatenos, ninguno de los isómeros con anillo abierto absorbe en la región visible del espectro electromagnético.La irradiación de los isómeros con anillo abierto con luz de 365 nanómetros produce sus contrapartes con anillo cerrado. Se observó fotoconmutación selectiva porque los dos cromóforos encapsulados dentro de la cáscara polimérica de D-A-E-U-C-N-P presentan bandas de absorción bien separadas, lo que respalda la conclusión de que la cáscara polimérica anfifílica ayuda a mantener la eficiencia de las reacciones fotoquímicas en agua. Dado que las bandas de emisión de los U CMPs se superponen con las bandas de absorción de los isómeros con anillo cerrado, se logra el apagado de la emisión de los U CMPs mediante un proceso de transferencia de energía.Cuando la muestra se irradia con luz visible de una longitud de onda mayor a 650 nanómetros, solo el isómero con el anillo cerrado regresa al anillo, el isómero abierto, y la emisión roja se regenera. Aunque la emisión verde aún está apagada en cierta medida, una vez dominada, esta técnica puede realizarse en 48 horas si se lleva a cabo correctamente. Al intentar este procedimiento, es importante recordar limpiar minuciosamente todo el material de vidrio para asegurar una síntesis exitosa de las nanopartículas tras su desarrollo.Esta técnica allanó el camino para los investigadores en el campo de la bioimagen. Les permitió crear y explorar cómo las nanopartículas convertidas ascendente con fluorescencia ajustable pueden utilizarse para mejorar la calidad de la imagen. Después de ver este video, deberías tener una buena comprensión de cómo sintetizar estas nanopartículas convertidas ascendente y elaborar nanoensamblajes que contengan esas partículas y moléculas de colorantes orgánicos.No olvide que trabajar con lantánidos, disolventes orgánicos, espacios acuosos y temperaturas elevadas puede ser extremadamente peligroso. Siempre se deben tomar precauciones, como el uso de equipo de protección personal, al realizar este procedimiento.

a-plug-play-method-to-create-water-dispersible-nanoassemblies

Research

Investigación

JoVE Journal

Chemistry

Química

En este artículo se describe un método para sintetizar nanoprecipitation a base de polímeros con nanopartículas de copolímeros de bloque doble. Vamos a discutir la síntesis de copolímeros de bloque doble, la técnica nanoprecipitation, y sus posibles aplicaciones.

Formulación de nanopartículas poliméricas mediante la técnica de dibloque Nanoprecipitation

El objetivo de este experimento es determinar y controlar el tamaño, la forma y la estabilidad de auto-ensambladas anfifilos discotic en el agua. Para polímeros supramoleculares acuosas a base de tal nivel de control es muy difícil. Nosotros aplicamos una estrategia con las dos interacciones de atracción y repulsión. Las técnicas experimentales aplicadas a caracterizar este sistema son ampliamente aplicables.

Controlar el tamaño, forma y estabilidad de los polímeros supramoleculares en el agua

Una técnica simple, robusta y escalable para funcionalizar y auto-ensamblan películas monocapa en nanopartículas ligando macroscópicas en soportes plantilla gratuita se describe en este protocolo.

Una técnica para funcionalizar y auto-ensamblan macroscópicas nanopartículas ligando monocapa Films en soportes de plantillas gratis

Informamos de protocolos para "polimerizar" varios tipos de nanopartículas metálicas encapsuladas en polímeros en largas cadenas de "homo-" y "co-polímeros".

El uso de poliestireno<em&gt; Bloque</em&gt; Poli (ácido acrílico) presenta el revestimiento de metal nanopartículas como monómeros para su homo- y co-polimerización

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.

Síntesis Facile de micelas similares a gusanos de luz visible mediada por dispersión Polimerización con catalizador Photoredox

Este artículo describe un proceso para ajustar la densidad tamaño y reticulación de covalente reticulado nanopartículas de poliésteres lineales que contienen funcionalidad colgante. Por adaptación de parámetros de síntesis (peso molecular de polímero, incorporación de funcionalidad colgante y crosslinker equivalentes), se logra una densidad de tamaño y reticulación deseado nanopartículas para solicitudes de entrega de medicamentos.

Nanosponge afinabilidad de tamaño y densidad de entrecruzamiento

Nanomateriales ofrecen versátiles mecanismos de entrega terapéutica controlada para aplicaciones aplicadas y ciencia básica, pero su fabricación a menudo requiere conocimientos que no está disponible en laboratorios biomédicos más. Aquí, presentamos protocolos de fabricación escalable y carga terapéutica de diversos nanocarriers uno mismo-montado usando flash nanoprecipitation.

Montaje rápido, escalable y la carga de proteínas bioactivas y los inmunoestimulantes en diversos Nanocarriers sintético vía Flash Nanoprecipitation

Flash NanoPrecipitation (FNP) es un enfoque escalable para producir nanopartículas poliméricas de core-shell. Se describen formulaciones de escala de laboratorio para la encapsulación de la terapéutica hidrofóbica o hidrofílica.

Flash NanoPrecipitation para la encapsulación de compuestos hidrofóbicos e hidrofílicos en nanopartículas poliméricas

El autoensamblaje controlado por cristalización (CDSA) muestra la capacidad única de fabricar nanoestructuras cilíndricas de distribuciones de longitud estrecha. Se demuestra la polimerización de apertura de anillo organocatalizada de -caprolactona y las posteriores extensiones en cadena de metacrilato de metilo y N,N-dimetil acrilamida. Se describe un protocolo CDSA vivo que produce cilindros monodispersos de hasta 500 nm de longitud.

Síntesis de nanopartículas cilíndricas monodispersas mediante autoensamblaje basado en cristalización de copolímeros de bloques biodegradables

Este protocolo describe la fabricación y caracterización de un nanoensamblaje fotosensible profármaco-colorante. Se describe explícitamente la metodología para la liberación del fármaco de las nanopartículas mediante el desmontaje activado por la luz, incluida la configuración de irradiación de la luz. Los fármacos liberados de las nanopartículas después de la irradiación de luz exhibieron excelentes efectos antiproliferación en las células tumorales colorrectales humanas.

Fácil preparación y fotoactivación de nanoensamblajes profármaco-colorante

Se proporciona un protocolo para la síntesis y caracterización de monocapas de estructura metal-orgánica autoensambladas utilizando cristales de estructura metal-orgánica (MOF) injertados en polímeros. El procedimiento muestra que las partículas de MOF injertadas en polímeros pueden autoensamblarse en una interfaz aire-agua, lo que da como resultado estructuras monocapa independientes y bien formadas, como lo demuestran las imágenes de microscopía electrónica de barrido.

Síntesis y caracterización de monocapas metal-orgánicas autoensambladas utilizando partículas recubiertas de polímeros

Aprende a sintetizar nanopartículas de conversión ascendente y encapsularlas con colorantes orgánicos para crear nanoensamblajes dispersables en agua. Este método versátil permite transferir nanopartículas de solventes orgánicos a entornos acuosos manteniendo su fotorreactividad.

Un método Plug and Play para crear nanoconjuntos dispersables en agua que contiene un polímero anfífilo, colorantes orgánicos y conversión ascendente Nanopartículas (Video) | JoVE Journal

Un método 'Plug and Play' para crear nanoconjuntos dispersables en agua que contiene un polímero anfífilo, colorantes orgánicos y conversión ascendente Nanopartículas

Explorar más videos