Name: Síntesis de Cd-libre EAD / ZnS puntos cuánticos Adecuado para aplicaciones biomédicas (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-02-06T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 56 s
Description: Aprenda a sintetizar puntos cuánticos de fosfuro de indio y sulfuro de zinc libres de cadmio para aplicaciones biomédicas. Este método produce nanopartículas fluorescentes solubles en agua con baja toxicidad en menos de un día.

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Los autores agradecen el Departamento de Química y la Escuela de Graduados de la Universidad Estatal de Missouri por su apoyo a este proyecto. También reconocemos el Laboratorio de Microscopía Electrónica en el Laboratorio Nacional de Investigación del Cáncer de Frederick para el uso de su microscopio electrónico de transmisión y rejillas recubiertas de carbono.

1. Síntesis de fosfuro de indio / sulfuro de zinc (InP / ZnS) Quantum Dots <ol><li> Síntesis de fosfuro de indio (InP) Quantum Dot Núcleos <ol><li> Montar un fondo redondo de 100 ml, de 3 bocas, con un condensador de 12 pulgadas. Añadir 30 ml de oleilamina (OLA), cloruro de 0,398 g de indio (III) (incl 3), 0,245 g de cinc (II) cloruro (ZnCl2) y se agita durante la evacuación a temperatura ambiente usando un vacío durante 1 hora. La solución debería aparecer incoloro con un precipitado blanco. </li><li> El uso de una manta de calentamiento con un termopar y controlador de temperatura proporcional-integral-derivativo (PID), aumentar la temperatura de la solución a 120 ° C. Evacuar la solución bajo vacío durante 20 min para eliminar las impurezas de bajo punto de ebullición que pueden afectar el crecimiento del núcleo. Nota: Si bien es posible utilizar un baño de arena y termómetro, usando una manta de calentamiento y PID aumenta la uniformidad y reproducibilidad de los productos de reacción. </li><li> Bajo gas inerte (por ejemplo,, N 2), reflujo la solución y aumentar la temperatura a 220 ° C durante 15 min. La incl 3 y ZnCl 2 completamente disuelven, lo que resulta en una solución de color amarillo pálido. Deje que la temperatura se estabilice durante 10 min. </li><li> Purgar una jeringa desechable de 3 ml de plástico y 4 pulgadas, 22 aguja G con gas nitrógeno. El uso de la jeringa, entregar rápidamente 0,5 ml de tris (dimetilamino) fosfina (TDMAP) a la solución incl 3. La temperatura de la solución disminuye ligeramente y vuelve a 220 ° C. La solución cambia de transparente, amarillo claro a opaco, negro. </li><li> Después de 9,5 min, retirar el matraz de reacción de la camisa de calentamiento hasta que la temperatura disminuye por debajo de 200 ° C. Para proteger la integridad de los núcleos de InP, proceder directamente a la capa de ZnS en el paso 1.2.1. </li></ol></li><li> Síntesis del sulfuro de zinc (ZnS Conchas) Quantum Dot <ol><li> Colocar el matraz de reacción de la etapa 1.1.5 en una manta de calefacción y estabilizar el temperatura a 200 ° C. Agregar lentamente 3,58 g dodecanotiol (DDT) en el transcurso de 15 segundos a la solución que contiene los puntos cuánticos de InP. Deje que la solución reaccione durante 1 hora. Nota: grosor de la cáscara ZnS puede variarse aumentando o disminuyendo la cantidad de estearato de zinc añadido en la etapa 1.2.4. La alteración de la cantidad de ZnCl 2 o dodecanotiol en los pasos 1.1.1 y 1.2.1 puede afectar significativamente la calidad de los puntos cuánticos cambiando la cinética de reacción. <ol><li> Después, retire el matraz de reacción de la camisa de calentamiento y permita que la solución se enfríe a aproximadamente 60 ° C. </li></ol></li><li> Una vez que la solución de InP / ZnS alcanza ~ 60 ° C, añadir 10 ml de hexanos y transferir toda la solución de aproximadamente 45 ml a un tubo de centrífuga de polipropileno de 50 ml. Centrifugar la muestra (3.000 xg durante 10 min) para eliminar los precursores sólidos sin reaccionar. </li><li> transferir con cuidado el sobrenadante a una botella de centrífuga de polipropileno de 250 ml, añadir 200 ml de acetona, y se centrifuga la solución (3.000 xg durante 10 min) para precipitar los puntos cuánticos InP / ZnS. Este volumen también se puede dividir de manera uniforme en cuatro tubos de 50 ml por centrifugación si una centrífuga con rotor / los accesorios necesarios no está disponible. Decantar el sobrenadante y secar el pellet QD a fondo con gas nitrógeno para eliminar la acetona. </li><li> Resuspender los puntos cuánticos en 20 ml OLA utilizando ultrasonidos, transferir a un fondo redondo de 50 ml, de 3 bocas, que contiene 0,474 g de estearato de zinc, y revuelva. Evacuar la solución bajo vacío durante 20 min a TA. </li><li> Bajo gas nitrógeno, aumentar la temperatura a 180 ° C y permite que la reacción continúe durante 3 h. Si bien no hay cambios visuales notables en la solución de reacción que se producen durante esta reacción, la adición de estearato de zinc aumenta el grosor del cascarón ZnS, aumentando así QY mediante la mejora de pasivación de la superficie de los puntos cuánticos 12.. Una vez que la reacción se ha completado, retirar el matraz de la manta calefactora y permita que la solución se enfríe a aproximadamente 60 ° C. </li><li> Una vez que los soluti InP / ZnSen alcances ~ 60 ° C, añadir 20 ml de hexanos y transferir a un tubo de centrífuga de 50 ml de polipropileno. Centrifugar la muestra (3.000 xg durante 10 min) para eliminar el estearato de zinc sin reaccionar. </li><li> transferir con cuidado el sobrenadante a una botella de centrífuga de 250 ml de polipropileno, añadir 200 ml de acetona, y se centrifuga la solución (3.000 xg durante 10 min) para precipitar InP / ZnS puntos cuánticos. Con cuidado, se decanta el sobrenadante y se seca a fondo con gas nitrógeno para eliminar la acetona. </li><li> Disolver el precipitado InP / ZnS QD en 30 ml de hexano. Vortex y someter a ultrasonidos brevemente la solución para asegurar una dispersión completa. </li><li> Repita los pasos de purificación 1.2.6-1.2.8 dos veces más para asegurar la eliminación completa de ligandos orgánicos en exceso. Las interacciones entre el polímero anfifílico y el QD en el paso 1.2 pueden verse comprometidas en presencia de un exceso de ligandos. </li><li> Con cálculos detallados por Xie, et al. 16, determinar el tamaño y concentración de los puntos cuánticos InP / ZnS sintetizados usando espectroscopia UV-Vis. <br/&gt; Nota: La característica espectral importante para este análisis es el hombro del pico de absorción. El valor de longitud de onda y la absorbancia del máximo de este hombro se utiliza para calcular el tamaño y la concentración de los puntos cuánticos, respectivamente. Esta reacción típicamente produce aproximadamente 5 mol de los puntos cuánticos con un pico de emisión a 600 nm. Para sintetizar los puntos cuánticos de diferentes colores, la duración y / o la temperatura de la reacción se pueden modificar. Un tiempo de reacción más largo y / o una temperatura más alta de los resultados de la solución en un pico de emisión desplazada al rojo. Por ejemplo, el aumento de la temperatura de reacción a 240 ° C y mantener el tiempo de reacción de 10 min se traducirá en puntos cuánticos con un pico máximo de emisiones nm 680. Del mismo modo, la reducción de tiempo de reacción a 2 min y la duplicación de cloruro de zinc utilizado resultará en puntos cuánticos con un pico de emisión máxima nm 470. Estos puntos cuánticos InP / ZnS son estables durante al menos un mes a 4 ° C en la oscuridad bajo gas inerte. </li></ol></li></ol> 2. aguaSolubilización de InP / ZnS Quantum Dots El uso de un polímero anfífilo <ol><li> solubilización en agua <ol><li> Uso de los puntos cuánticos InP / ZnS desde el paso 1.2.10, diluir una parte de los puntos cuánticos con hexanos para obtener 1 ml de 1 M puntos cuánticos. <ol><li> En un tubo de centrífuga, transferir 0,25 ml de InP / ZnS puntos cuánticos en cada tubo. Añadir 1 ml de acetona o metanol para el tubo de centrífuga y se centrifuga (3.000 xg durante 10 min). Retirar con cuidado el sobrenadante y disolver cada precipitado en 1 ml de tetrahidrofurano (THF). </li><li> La transferencia de los puntos cuánticos InP / ZnS disueltos en THF en un matraz de 100 ml de fondo redondo y se diluye con 16 ml de THF. Para reducir el número de agregados en solución, los puntos cuánticos someter a ultrasonidos durante 5-10 minutos. </li></ol></li><li> Disolver 30 mg de poli (ácido maleico alt andhydride- -1-octadeceno), 3- (dimetilamino) -1-propilamina (PMAL-d) en 10 ml de agua de grado molecular. Baño de agua sonicación o agitación suave hasta que la solución es translúcido es suficiente para disolver completamente el polímero. losuso de vórtice o agitación vigorosa puede producir muchas burbujas, lo que dificulta la interacción del polímero con el QD. Añadir la solución de polímero 10 ml a los 100 ml matraz de fondo redondo que contiene InP / ZnS puntos cuánticos en THF. </li><li> Se evapora THF de la solución QD / polímero usando un evaporador rotatorio. Colocar el matraz en un baño de hielo mientras se evapora para facilitar la interacción entre el polímero y QD. Dependiendo de la fuerza del vacío, más THF se evapora después de 10 min y la solución aparece turbia. <ol><li> Una vez que la solución se evapora a 10 ml, quitar el matraz del evaporador rotativo y añadir 30 ml de agua de grado molecular. Devolver el matraz al evaporador rotatorio y continuar a evaporarse a 2 ml. Esta etapa de evaporación final puede tomar muchas horas; asegurar el baño de hielo se mantiene. </li></ol></li><li> Quitar los puntos cuánticos InP / ZnS solubles en agua del matraz de fondo redondo con una pipeta. Filtrar la solución QD utilizando una jeringa de plástico de 3 ml unido a un sy nylon 0,1 micrasringe filtrar en un tubo de centrífuga de 5 ml. </li><li> Coloque los puntos cuánticos en una unidad de diálisis de membrana de MWCO de 20.000 y se dializa frente a tampón borato 0,05 M pH 8,5 para eliminar el exceso de polímero. (Añadir lentamente tetraborato decahidrato sódico 0,05 M en ácido bórico 0,05 M, con agitación vigorosa, hasta que el pH es 8,5 para hacer esta solución tampón de borato.) El uso de un concentrador de vacío, concentrar los puntos cuánticos en tampón de borato a 1 ml. </li><li> Para el almacenamiento, purgar la solución con nitrógeno gaseoso antes del sellado con Parafilm. Los puntos cuánticos InP / ZnS solubles en agua son estables durante al menos 4 meses a 4 ° C en la oscuridad. </li></ol></li></ol>

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</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

Este protocolo se detalla la síntesis de los puntos cuánticos InP / ZnS altamente fluorescentes que se pueden utilizar en muchos sistemas biológicos. Los productos sintetizados QD aquí exhiben un solo pico de emisión de fluorescencia centrada en 600 nm con una FWHM de 73 nm (Figura 1), que es comparable a otras síntesis anteriormente descritos 12. El tiempo de reacción y la temperatura de reacción son pasos muy importantes debido a su profundo efecto sobre la calidad de la síntesis de QD y re...

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Katye M. Fichter
from:
Kathryn M. Fichter

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Erratum: Synthesis of Cd-free InP/ZnS Quantum Dots Suitable for Biomedical Applications

Los puntos cuánticos (QDs) son semiconductores nanocristales que exhiben propiedades fluorescentes cuando se irradian con luz 1. Debido a su pequeño tamaño (2-5 nm), que es similar a muchas biomoléculas más grandes, y la facilidad de biofuncionalización, los puntos cuánticos son una herramienta muy atractiva para aplicaciones biomédicas. Ellos han encontrado uso en el etiquetado biológica, una sola molécula de imágenes de células vivas, la administración de fármacos, de formación de imágenes in vivo, la detección de patógenos, y el seguimiento de la célula, entre muchos otros usos 2-8. Los puntos cuánticos basados ​​en Cd se han utilizado más comúnmente en aplicaciones biomédicas debido a su intensa fluorescencia y reducidos anchos de pico de emisión 9. Sin embargo, han surgido preocupaciones debido a la toxicidad potencial de los iones Cd2 + 10 que puede ser puesto en libertad debido a la degradación de la nanopartícula. Recientemente, puntos cuánticos basados ​​en InP se han explorado como una alternativa a los puntos cuánticos basados ​​en Cd porque mantienen muchas de las características de fluorescenciaCd de puntos cuánticos basados ​​y puede ser más biocompatible 11. Puntos cuánticos basados ​​en Cd se han encontrado para ser significativamente más tóxico que los puntos cuánticos basados ​​en InP en ensayos in vitro en concentraciones tan bajas como 10 pM, después de sólo 48 h 11. El color de los puntos cuánticos de emisión de fluorescencia es de tamaño ajustable-1. Es decir, como el tamaño de los aumentos de QD, la emisión de fluorescencia es desplazada al rojo. El tamaño y las dimensiones dispersidad de los productos QD puede ser modificado cambiando la temperatura, duración de la reacción, o las condiciones de concentración de precursor durante la reacción 12. Mientras que el pico de emisión de los puntos cuánticos InP es típicamente más amplio y menos intenso que los puntos cuánticos basados ​​en Cd, InP puntos cuánticos puede hacerse en una gran variedad de colores diseñados para evitar el solapamiento espectral, y son lo suficientemente intensa para la mayoría de aplicaciones biomédicas 12. La síntesis se detalla en este protocolo da los puntos cuánticos con un pico de emisión roja centrada a 600 nm. Varios pasos se toman after síntesis de los núcleos QD para mantener la integridad óptica de los puntos cuánticos y para hacerlos compatibles para aplicaciones biológicas. La superficie del núcleo QD debe ser protegido de defectos de la oxidación o de superficie que pueden causar enfriamiento rápido; Por lo tanto, una concha de ZnS se reviste sobre el núcleo para producir InP / ZnS (core / shell) qds 13. Este revestimiento se ha demostrado que protege la fotoluminiscencia del producto QD. La presencia de iones de zinc durante la síntesis de InP QD se ha demostrado que limitar defectos de la superficie, así como distribución de tamaño de disminución 12. Incluso con la presencia de Zn 2 + en el medio de reacción, la síntesis de InZnP son muy poco probable 12. Después del recubrimiento, los puntos cuánticos resultantes InP / ZnS se recubren en ligandos hidrófobos tales como óxido de trioctilfosfina (TOPO) o oleilamina 12,14. Un polímero anfifílico puede interactuar con ligandos hidrófobos en la superficie QD, así como las moléculas de agua a granel para impartir solubilidad en agua 15. polímeros anfifílicos con carbogrupos químicos xylate se pueden utilizar como &quot;asas químicas&quot; para funcionalizar adicionalmente los puntos cuánticos. Este protocolo se detalla la síntesis y funcionalización de InP / puntos cuánticos ZnS solubles en agua con la emisión de fluorescencia muy intensa y tamaño relativamente pequeño-dispersidad. Estos puntos cuánticos son potencialmente menos tóxicos que los puntos cuánticos CdSe / ZnS de uso común. En esto, la síntesis de InP / ZnS puntos cuánticos ofrece una alternativa práctica a los puntos cuánticos basados ​​en Cd para aplicaciones biomédicas.

<table><tbody><tr><td>Oleylamina</td><td>Acros</td><td>129540010</td><td></td></tr><tr><td>Cloruro de zinc (II)</td><td>Sigma</td><td>030-003-00-2</td><td></td></tr><tr><td>Cloruro de indio (III)</td><td>Chem-Impex</td><td>24560</td><td></td></tr><tr><td>Tris(dimetilamino)fosfina</td><td>Encompass</td><td>50-901-10500</td><td></td></tr><tr><td>1-dodecanetiol</td><td>Acros</td><td>117625000</td><td></td></tr><tr><td>Hexanos</td><td>Fisher Sci</td><td>H292-4</td><td></td></tr><tr><td>Acetona</td><td>TransChemical</td><td>UN 1090</td><td></td></tr><tr><td>Estearato de zinc</td><td>Aldrich Chem</td><td>307564-1KG</td><td></td></tr><tr><td>Tetrahidrofurano</td><td>Acros</td><td>34845-0010</td><td></td></tr><tr><td>Agua molecular</td><td>Fisher Sci</td><td>BP2470-1</td><td></td></tr><tr><td>Poli(anhyrdride-maleico-alt-1-tetradeceno), 3-(dimetilamino)-1-propilamina derivado Sigma</td><td></td><td>90771-1G</td><td></td></tr><tr><td>Ácido bórico</td><td>Fisher Sci</td><td>BP168-500</td><td></td></tr><tr><td>Tetraborato de sodio Decahidrato</td><td>Fisher Sci</td><td>BP175-500</td><td></td></tr><tr><td>Rhodamina B</td><td>Aldrich Chem</td><td>R95-3</td><td></td></tr><tr><td>Gas nitrógeno</td><td>Airgas</td><td>UN1066</td><td></td></tr><tr><td>Azul tripán</td><td>Thermo Sci</td><td>SV30084.01</td><td></td></tr><tr><td>Jeringa Luer-lock de plástico de 3 ml</td><td>BD</td><td>309657</td><td></td></tr><tr><td>Luer-lock Needle</td><td>Air-Tite</td><td>8300014471</td><td>4 pulgadas, calibre 22</td></tr><tr><td>Tubo de centrífuga de polipropileno de 50 ml</td><td>Falcon</td><td>352098</td><td></td></tr><tr><td>Botella de centrífuga de 250 ml</td><td>Thermo Sci</td><td>05-562-23 Tubos de</td> centrífuga <td>Nalgene PPCO</td></tr><tr><td>5 ml</td><td>Argos-Tech</td><td>T2076</td><td></td></tr><tr><td>Tubos de microcentrífuga de 1,5 ml</td><td>Bio Plas</td><td>4150</td><td></td></tr><tr><td>0.1 &mu; m Filtro de jeringa</td><td>Whatman</td><td>6786-1301</td><td>Puradisc Filtro de nylon de 13 mm</td></tr><tr><td>Slide-A-Lyzer MINI Unidad de diálisis</td><td>Thermo Sci</td><td>69590</td><td>20,000 MWCO</td></tr><tr><td>Evaporador rotativo</td><td>Heidolph</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Centrífuga 5072</td><td>Eppendorf</td><td></td><td>Cubo oscilante con 50&nbsp; Adaptadores de tubo ML</td></tr><tr><td>Espectrómetro UV/VIS Lambda 650</td><td>Perkin Elmer</td><td></td><td>Espectrofotómetro UV-Vis</td></tr><tr><td>LS 55 Espectrómetro de fluorescencia</td><td>Perkin Elmer</td><td></td><td>Fluorímetro</td></tr><tr><td>Axio Observer.A1</td><td>Microscopio de epifluorescencia</td><td>Zeiss</td><td></td></tr><tr><td>AxioCam MRm</td><td>Cámara CCD Zeiss</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Microscopio Tecnai TF20</td><td>FEI</td><td></td><td>Miscroscopio de electrones Transmisison</td></tr><tr><td>Cámara TEM Eagle CCD</td><td>FEI</td><td></td><td>TEM CCD</td></tr><tr><td>NanoBrook Omni DLS</td><td>Brookhaven</td><td></td><td>Instrumento dinámico de dispersión de luz</td></tr></tbody></table>

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Synthesis of Cd-free InP/ZnS Quantum Dots Suitable for Biomedical Applications

Los nanocristales fluorescentes, específicamente los puntos cuánticos, han sido una herramienta útil para muchas aplicaciones biomédicas. Para un uso exitoso en sistemas biológicos, los puntos cuánticos deben ser altamente fluorescentes y de tamaño pequeño/monodisperso. Si bien los puntos cuánticos basados en cadmio de uso común poseen estas cualidades, son potencialmente tóxicos debido a la posible liberación de iones Cd2+ a través de la degradación de nanopartículas. Los puntos cuánticos basados en indio, específicamente InP/ZnS, se han explorado recientemente como una alternativa viable a los puntos cuánticos basados en cadmio debido a sus características de fluorescencia y tamaño relativamente similares. La síntesis presentada aquí utiliza técnicas estándar de inyección en caliente para un crecimiento efectivo de nanopartículas; Sin embargo, las propiedades de las nanopartículas, como el tamaño, la longitud de onda de emisión y la intensidad de la emisión, pueden cambiar drásticamente debido a pequeños cambios en las condiciones de reacción. Por lo tanto, las condiciones de reacción, como la temperatura, la duración de la reacción y la concentración de precursores, deben mantenerse con precisión para producir productos reproducibles. Debido a que los puntos cuánticos no son inherentemente solubles en soluciones acuosas, también deben someterse a una modificación de la superficie para impartir solubilidad en agua. En este protocolo, se utiliza un polímero anfifílico para interactuar tanto con ligandos hidrofóbicos en la superficie del punto cuántico como con moléculas de agua solvente a granel. Aquí, se proporciona un protocolo detallado para la síntesis de puntos cuánticos InP/ZnS altamente fluorescentes que son adecuados para su uso en aplicaciones biomédicas.

Los núcleos no recubiertos InP no demuestran fluorescencia visible por el ojo sustancial. Sin embargo, InP / ZnS (core / shell) puntos cuánticos fluorescentes brillantes parecen a simple vista bajo irradiación UV. La fluorescencia de InP / ZnS los puntos cuánticos se ha caracterizado mediante espectroscopía de fluorescencia. El espectro de fluorescencia de los puntos cuánticos en hexanos (Figura 1) se excita a 533 nm muestra un pico principal centrado a 600 nm con una an...

En este protocolo, se detalla la síntesis de puntos cuánticos (QDs) InP/ZnS libres de Cd. Los QD basados en InP están ganando popularidad debido a la toxicidad de los iones Cd2+ que pueden liberarse a través de la degradación de nanopartículas. Después de la síntesis, los QD se solubilizan en agua utilizando un polímero anfifílico para su uso en aplicaciones biomédicas.

Síntesis de Cd-libre EAD / ZnS puntos cuánticos Adecuado para aplicaciones biomédicas

Fluorescent nanocrystals, specifically quantum dots, have been a useful tool for many biomedical applications. For successful use in biological systems, ...

El objetivo general de este procedimiento es sintetizar puntos cuánticos de sulfuro de zinc de fosfuro de indio altamente fluorescentes que sean adecuados para aplicaciones biomédicas. Este método puede ayudar a aclarar preguntas clave sobre la síntesis de nanopartículas de puntos cuánticos al demostrar pasos específicos que son cruciales para lograr puntos cuánticos de alta calidad. La principal ventaja de esta técnica es la producción de puntos cuánticos solubles en agua y de alta calidad.Viable para sistemas biológicos que se pueden sintetizar en menos de un día. Para comenzar la síntesis, coloque un matraz de tres cuellos de fondo redondo de 100 mililitros con un condensador de 12 pulgadas. 0,398 gramos de cloruro de indio, 30 mililitros de oleilamina u OLA y 0,245 gramos de cloruro de zinc.Revuelva mientras evacua a temperatura ambiente usando una aspiradora durante una hora. La solución debe aparecer incolora con un precipitado blanco. Utilice un manto calefactor con un termopar y un controlador de temperatura PID para aumentar la temperatura de la solución a 120 grados centígrados.El uso de un manto calefactor y PID aumenta la uniformidad y la reproducibilidad del producto de reacción. Evacúe la solución al vacío durante 20 minutos para eliminar las impurezas de bajo punto de ebullición que puedan afectar el crecimiento del núcleo. Bajo gas inerte, reflujo la solución y aumente la temperatura a 223 grados centígrados durante 15 minutos.El cloruro de indio y el cloruro de zinc se disuelven completamente, lo que da como resultado una solución de color amarillo pálido. Deje que la temperatura se estabilice durante 10 minutos. A continuación, purgue una jeringa de plástico desechable de tres mililitros y una aguja de calibre 22 de 4 pulgadas con gas nitrógeno.La inyección de TDMAP es un paso crítico en este procedimiento, ya que la inyección puede afectar en gran medida la dispersión de los puntos cuánticos de fosfuro de indio resultantes. Con la jeringa, administre rápidamente 0,5 mililitros de TDMAP a la solución de cloruro de indio. La temperatura de la solución disminuye ligeramente y vuelve a los 220 grados centígrados, mientras que la solución cambia de amarillo pálido transparente a negro opaco.Después de nueve minutos y medio, retire el matraz de reacción del manto calefactor hasta que la temperatura disminuya por debajo de los 200 grados centígrados. Para proteger la integridad de los núcleos de fosfuro de indio, proceda directamente al recubrimiento de sulfuro de zinc. Coloque el matraz de reacción que contiene los puntos cuánticos de fosfuro de indio sobre un manto calefactor y estabilice la temperatura a 200 grados centígrados.Agregue lentamente 3,58 gramos de DDT a la solución en el transcurso de 15 segundos. Después de dejar que la solución reaccione durante una hora, retire el matraz de reacción de la manta calefactora y deje que la solución se enfríe aproximadamente 60 grados centígrados. Una vez que la solución de sulfuro de zinc y fosfuro de indio alcance aproximadamente 60 grados centígrados, agregue 10 mililitros de hexanos.Luego, transfiera toda la solución de aproximadamente 45 mililitros a un tubo de centrífuga de polipropileno de 50 mililitros. Centrifugar la muestra para eliminar los precursores sólidos sin reaccionar. Retire con cuidado el sobrenadante y agregue 200 mililitros de acetona.Divida equitativamente la solución resultante en cuatro tubos de centrífuga de 15 mililitros. Luego, centrifuga la solución para precipitar los puntos cuánticos de sulfuro de zinc y fosfuro de indio. Decantar el sobrenadante y secar bien el pellet Quantum Dot con gas nitrógeno para eliminar la acetona.A continuación, suspendemos los puntos cuánticos en 20 mililitros de OLA mediante sonicación. A continuación, transfiera los Quantum Dots resuspendidos a un matraz de 50 mililitros de fondo redondo y tres cuellos que contenga 0,474 gramos de estearato de zinc y revuelva. Evacúe la solución al vacío durante 20 minutos a temperatura ambiente.Bajo gas nitrógeno, aumente la temperatura a 180 grados centígrados y deje que la reacción continúe durante tres horas. Una vez finalizada la reacción, retire el matraz de la manta calefactora y deje que la solución se enfríe a aproximadamente 60 grados centígrados. Una vez que la solución de sulfuro de zinc y fosfuro de indio alcance aproximadamente 60 grados centígrados, agregue 20 mililitros de hexanos.Luego, transfiera la muestra a un tubo de centrífuga de polipropileno de 50 mililitros antes de centrifugar para eliminar el estearato de zinc sin reaccionar. Después de la centrifugación, agregue 200 mililitros de acetona al sobrenadante y centrifugue utilizando el mismo procedimiento que antes. Después de secar completamente el pellet con gas nitrógeno, para eliminar la acetona, disuelva el pellet de fosfuro de indio y sulfuro de zinc Quantum Dot en 30 mililitros de hexanos.Vértice y sonique la solución brevemente para garantizar una dispersión completa. La eliminación del exceso de ligandos es un paso crítico en este procedimiento. De lo contrario, se afectará negativamente la eficiencia de la transferencia de los puntos cuánticos a soluciones acuosas utilizando PMAL-d. Repita estos pasos de purificación dos veces más para garantizar la eliminación completa del exceso de ligandos orgánicos.Las interacciones entre el polímero anfifílico y el punto cuántico pueden verse comprometidas en presencia de un exceso de ligandos. Después de la purificación, determine el tamaño y la concentración de los puntos cuánticos de sulfuro de zinc y fosfuro de indio sintetizados mediante espectroscopia UV-visible. Diluya una porción de los puntos cuánticos de sulfuro de zinc de fosfuro de indio sintetizados con hexanos para obtener un mililitro de puntos cuánticos de un micromolar.En un tubo de centrífuga, transfiera 0,25 mililitros de puntos cuánticos de sulfuro de zinc y fosfuro de indio a cada tubo. Agregue un mililitro de acetona o mentol al tubo de centrífuga y centrifuga. Retire con cuidado el sobrenadante y disuelva cada precipitado en un mililitro de tetrahidrofurano o THF.A continuación, transfiera los puntos cuánticos de sulfuro de zinc y fosfuro de indio disueltos en THF a un matraz de fondo redondo de 100 mililitros y diluya con 16 mililitros de THF. Para reducir el número de agregados en la solución, sonique los puntos cuánticos durante cinco a diez minutos. Luego, disuelva 30 miligramos de PMAL-d y 10 mililitros de agua de grado molecular.El agua sobre la sonicación o la agitación suave hasta que la solución esté translúcida es eficaz para disolver completamente el polímero. El uso de vórtice o una agitación vigorosa puede producir muchas burbujas, lo que dificulta la interacción del polímero con el punto cuántico. A continuación, agregue la solución de polímero de 10 mililitros al matraz de fondo redondo de 100 mililitros que contiene fosfuro de indio, sulfuro de zinc, puntos cuánticos y THF.Evapore el THF de la solución de polímero Quantum Dot utilizando un evaporador rotativo con el matraz en un baño de hielo para facilitar la interacción entre el polímero y Quantum Dot. Una vez que la solución se haya evaporado a 10 mililitros, retire el matraz del evaporador rotativo y agregue 30 mililitros de agua de grado molecular. Regrese el matraz al evaporador rotativo y continúe evaporando a dos mililitros.Este paso final de evaporación puede tardar muchas horas. Asegúrese de que el baño de hielo esté en buen estado. Retire los puntos cuánticos de fosfuro de indio y sulfuro de zinc solubles en agua del matraz de fondo redondo con una pipeta.Filtre la solución Quantum Dot en un tubo de centrífuga de cinco mililitros utilizando una jeringa de plástico de tres mililitros conectada a un filtro de jeringa de nailon de 0,1 micras. Coloque los puntos cuánticos en una unidad de diálisis de membrana de corte de 20 milésimas de peso molecular y dialice contra el tampón de borato molar 05, PH 8.5, para eliminar el exceso de polímero. Usando un concentrador de vacío, concentre los puntos cuánticos y el tampón de borato en un mililitro.Para el almacenamiento, coloque la solución con gas nitrógeno antes de sellar con Parafilm. Los puntos cuánticos de sulfuro de zinc de fosfuro de indio solubles en agua son estables durante al menos cuatro meses a cuatro grados centígrados en la oscuridad. Aquí se muestran los espectros de absorbancia y admisión de florescencia corregida de fosfuro de indio, sulfuro de zinc, puntos cuánticos y hexanos excitados a 533 nanómetros, mostrando una absorbancia máxima a 600 nanómetros y un ancho completo a la mitad, máximo de 73 nanómetros.Aquí se muestra una imagen TEM, o de microscopía electrónica de transmisión, de los puntos cuánticos de sulfuro de zinc y fosfuro de indio disueltos en agua. Un historgrama de distribución del tamaño de partícula del TEM da como resultado un diámetro promedio de 2,74 más o menos 0,72 nanómetros. El análisis de puncta fluorescente simple detalla la presencia de distintos estados de encendido y apagado a través de un perfil parpadeante de puntos cuánticos de sulfuro de zinc y fosfuro de indio en el agua.Este histograma muestra la distribución bimodal de la intensidad de píxeles de un perfil parpadeante de puntos cuánticos. Aquí, un gráfico muestra la viabilidad de las células N2a después de la incubación con fosfuro de indio, sulfuro de zinc, puntos cuánticos durante 24 o 48 horas. Con un nanomolar a 25 puntos cuánticos nanomolares.Se observa una toxicidad insignificante por debajo de cinco nanomolares. Una vez dominadas, estas técnicas se pueden completar en 12 horas si se realizan correctamente. Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo sintetizar puntos cuánticos altamente fluorescentes para su uso en aplicaciones biomédicas.Tenga en cuenta que la alilamina es un compuesto orgánico peligroso y corrosivo. Siempre se deben tomar precauciones como el uso de gafas, guantes y una bata de laboratorio al realizar este procedimiento.

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Research

Investigación

JoVE Journal

Chemistry

Química

Las nanopartículas tales como puntos cuánticos semiconductores (puntos cuánticos) se puede utilizar para crear agentes fotoactivables para aplicaciones anti-microbianos o anti-cáncer. Esta técnica muestra cómo el agua solubilizar teluro de cadmio (CdTe) QDs, conjugado a un antibiótico, y le realizará un ensayo de inhibición bacteriana basada en las curvas de crecimiento y recuento en placa.

Solubilización y Bio-Corrector ortográfico y de los puntos cuánticos y Ensayos de toxicidad bacteriana por curva de crecimiento y Recuento

Se describe la preparación de puntos cuánticos coloidales con un tamaño minimizado hidrodinámico para imágenes de fluorescencia de una sola molécula. En comparación con los puntos cuánticos, estas nanopartículas son similares en tamaño a las proteínas globulares y están optimizados para el brillo de una sola molécula, la estabilidad contra la fotodegradación, y la resistencia a la unión no específica a proteínas y células.

Compact Puntos Cuánticos for Imaging sola molécula

Se presenta un protocolo para la síntesis sembrada de nanoestructuras multicomponentes en forma de bastón y tetrápodo que consisten en CdS y CdSe.

Síntesis sembrada de nanocristales de varillas y tetrápodos de CdSe/CdS

Proporcionamos instrucciones detalladas para la preparación de puntos cuánticos dirigidos monovalentes (mQDs) a partir de ADN fosforotioato de longitud definida. El envoltorio de ADN se produce con un alto rendimiento y, por lo tanto, los productos no requieren purificación. Demostramos el uso de la etiqueta SNAP para dirigir mQDs a receptores de superficie celular para aplicaciones de imágenes de células vivas.

Producción y focalización de monovalente Quantum Dots

Se realiza la síntesis de nanopartículas de oro uniformes recubiertas con cubiertas semiconductoras de CdS o ZnS. El recubrimiento semiconductor se lleva a cabo depositando primero una capa de sulfuro de plata e intercambiando los cationes de plata por cationes de zinc o cadmio.

Síntesis, caracterización y funcionalización de híbridos Au / CdS y Au / ZnS Core / Shell nanopartículas

En este trabajo presentamos un método para sintetizar nanopartículas de sulfuro de cadmio (CdS) libres de ligando basado en un copolímero de azufre único. El copolímero de azufre funciona como un solvente de alta temperatura y una fuente de azufre durante la síntesis de nanopartículas y estabiliza las nanopartículas después de la reacción.

Síntesis del ligando libre de CdS nanopartículas dentro de una matriz de copolímero de azufre

A continuación, preparamos y caracterizar nuevos jerárquicos nanoestructuras de ZnO / CdSSe forma de árbol, donde las ramas CdSSe se cultivan en nanocables de ZnO alineados verticalmente. Los nanotrees resultantes son un material potencial para la conversión de energía solar y otros dispositivos optoelectrónicos.

Síntesis del jerárquica ZnO / CdSSe heteroestructura Nanotrees

Se presenta un protocolo para la fabricación de alto rendimiento, puros azul basada en ZnCdS/ZnS quantum puntos diodos emisores de luz utilizando un cátodo de aluminio autoxidized.

Inyección electrónica mejorada y el confinamiento de excitón de punto cuántico de puro azul diodos emisores de luz mediante la introducción de cátodo de aluminio parcialmente oxidadas

Se presenta un protocolo para la síntesis de los racimos en37P20(O2C14H27)51 y su conversión a puntos cuánticos de fósforo de indio.

Síntesis de37P20(O2CR)51 racimos y su conversión a puntos cuánticos INP

Se describe un método fiable y fácilmente reproducible para la preparación de nanocúmulos de oro fotoluminiscente de emisión de infrarrojo cercano funcional y y su detección directa dentro de las células de HeLa mediante citometría de flujo y microscopía de escaneo láser confocal.

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En este artículo, describimos un protocolo para la preparación de nanoperlas de puntos cuánticos (QDNB) y la detección de biomarcadores de enfermedades utilizando tiras de inmunoensayo de flujo lateral basadas en QDNB. Los resultados de la prueba pueden evaluarse cualitativamente bajo iluminación con luz ultravioleta y medirse cuantitativamente con un lector de tiras fluorescentes en 15 minutos.

Inmunoensayo fluorescente de flujo lateral basado en nanoperlas de puntos cuánticos

Aprenda a sintetizar puntos cuánticos de fosfuro de indio y sulfuro de zinc libres de cadmio para aplicaciones biomédicas. Este método produce nanopartículas fluorescentes solubles en agua con baja toxicidad en menos de un día.

Síntesis de Cd-libre EAD / ZnS puntos cuánticos Adecuado para aplicaciones biomédicas

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