Name: Síntesis controlada y de seguimiento de la fluorescencia de muy uniforme de poli ( N -isopropylacrylamide) microgeles (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-09-08T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 34 s
Description: Aprende a sintetizar microgeles de poli(N-isopropilacrilamida) mediante polimerización por precipitación sin agitación y caracteriza su dinámica de difusión mediante microscopía de fluorescencia de campo amplio.

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

La Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) es reconocida por su apoyo financiero dentro de la Sonderforschungsbereich SFB 985 "Microgeles funcionales y sistemas de microgeles".

1. Síntesis microgel NOTA: -isopropylacrylamide N (NIPAM) se recristalizó en n-hexano. Otros reactivos se utilizaron tal como se recibieron. <ol><li> Síntesis de lotes convencional de poli (NIPAM) microgeles Matrix <ol><li> Disolver 1,8 g de NIPAM y 24 mg de N, N &#39;-bisacrylamide (BIS) en 245 ml filtrados (0,2 micras de celulosa regenerada (RC) filtro de membrana) agua doblemente destilada en un 500 ml de tres bocas matraz de fondo redondo equipado con un condensador de reflujo, un agitador y un tabique de caucho. </li><li> Insertar un termómetro y una aguja 120 mm para la entrada de nitrógeno a través del septum. </li><li> Calentar la solución a 60 ° C, mientras se agita. Desoxigenar la solución de una purga con nitrógeno durante 40 min. </li><li> Simultáneamente preparar una solución de iniciador de 155 mg persulfato de potasio (KPS) en 5 ml filtrados agua bidestilada y la burbuja de la solución con nitrógeno para eliminar el oxígeno. </li><li> La transferencia de los completos 5 ml s KPSolución en una jeringa de nitrógeno-lavado equipada con una aguja de 120 mm. </li><li> Elevar la aguja de nitrógeno por encima del nivel de la solución en el matraz de tres bocas y añadir la solución KPS rápidamente a través del tabique de caucho en el reactor. </li><li> Deje que la polimerización transcurra durante 1 hora bajo flujo de nitrógeno y agitación lenta a 60 ° C. </li><li> Use un embudo Buchner y filtro de papel para filtrar la solución de reacción caliente con el fin de desprenderse de grandes agregados. Deje que la dispersión se enfríe. </li><li> Centrifugar y redispersar la dispersión tres veces durante 40 minutos a 257.000 xg y finalmente redispersar el sedimento en una cantidad viable mínima de agua bidestilada. Típicamente, esto es de 2-4 ml. </li><li> Liofilizar la dispersión para el almacenamiento. </li></ol></li><li> No agitada Síntesis de microgeles (NIPAM) marcado con fluorescencia Poly <ol><li> Pesar 257,7 mg NIPAM, 3,5 mg BIS, y 1,5 mg metacriloxietil tiocarbamoılo rodamina B (colorante) en el recipiente de vidrio y añadir 10 ml de doble destile filtradaagua ed. </li><li> Ultrasonicate la solución de tinte-monómero durante 15 min para disolver el colorante en agua. </li><li> Preparar la misma solución sin el colorante en un recipiente de vidrio por separado. </li><li> Preparar varias diluciones de la solución de monómero con el colorante usando la solución de monómero sin el colorante para obtener una serie de concentraciones con diversas concentraciones de colorante. En este trabajo, el uso de tinte en el rango de concentración de 0,02-0,1 mmol / L. </li><li> Disolver 8,4 mg KPS en 10 ml de agua bidestilada se filtra con el fin de obtener la solución de iniciador. </li><li> Transferir 0,5 ml de la serie de concentraciones y 0,5 ml de la solución de KPS a tubos de ensayo con 10 mm de diámetro para obtener las soluciones de reacción finales y sellarlos con septos de goma. </li><li> Precalentar un baño de aceite en un recipiente de doble pared de vidrio conectado a un circulador de calefacción a 63 ° C. </li><li> Deoxygenize las soluciones de reacción mediante purga con nitrógeno a través de 120 agujas mm para 20 min. </li><li> Inserte los tubos en afloating plataforma y sumergir a la plataforma en el baño de aceite precalentado. Ajuste la temperatura a 60 ° C. Inicialmente mayor temperatura en el baño es necesario ya que las soluciones a temperatura ambiente se enfríe el baño. Para una alta tuning tamaño de partícula precisión el control de la temperatura durante la reacción inicial tiene que ser riguroso, típicamente ± 0,1 ° C. </li><li> Deje que la reacción continúe durante un tiempo apropiado. Por lo general 1 hora es suficiente. </li><li> La transferencia de los tubos de reacción rápidamente a un horno a 60 ° C y poner una gota de la dispersión caliente a 10 ml de agua bidestilada se filtra precalentado sobre el volumen PNIPAM temperatura de transición de fase (VPTT, 32 -34 ° C) 1, para la caracterización en el DLS estado colapsado. </li><li> Dejar que el resto de las dispersiones se enfríe a temperatura ambiente y transferirlos en tubos de centrífuga. </li><li> Centrifugar la solución tres veces durante 40 minutos a 257.000 xg y diluir los microgeles finalmente en 2 ml de agua bidestilada se filtra for uso como partículas trazadoras. </li></ol></li></ol> 2. Dispersión de Luz Caracterización <ol><li> Determinación hidrodinámico Radio en estado colapsado por Dynamic Light Scattering <ol><li> Lávese las cubetas y cristalería con vapor de acetona. </li><li> Heat 10 ml de agua destilada doble filtrada (por ejemplo, 200 nm o más pequeño filtro RC) más de PNIPAM VPTT. </li><li> Transferir una gota de la dispersión caliente para el agua filtrada utilizando una aguja pre-calentado (0,9 x 40 mm) y la jeringa (1 ml). </li><li> Templar el DLS goniómetro baño partido índice a 50 ° C y transferir la muestra al instrumento sin dejar que se enfríe. </li><li> Encontrar el mayor ángulo de dispersión, donde la intensidad dispersada es suficiente para adquirir una correlogram mediante la realización de mediciones de prueba. <ol><li> Introducir la cubeta de muestra (tubo de vidrio de diámetro 10 mm con 1 ml de la dispersión de partículas). Mover el brazo detector de ángulo de dispersión pequeño (en este caso 30 °). </li><li> Compruebe el perfil del haz for dispersión múltiple: sin resplandor alrededor de la viga principal, sin dispersión múltiple, etc. Compruebe que la gama de títulos es adecuado para la medición en el ángulo de dispersión más baja (aproximadamente entre 30 y 600 kHz; esquina superior derecha de la ventana del software.). </li><li> Mover el brazo del goniómetro de ángulo de dispersión más alta (120 ° elegir aquí). Compruebe que la tasa de recuento es todavía lo suficientemente alta para la medición (entre 30 y 600 kHz). Si la intensidad es demasiado baja, mover el brazo para reducir el ángulo de dispersión. </li></ol></li><li> Compruebe visualmente el haz a través del cristal del baño tolueno en el ángulo de dispersión más bajo, si resplandor alrededor del haz incidente se observa una dispersión múltiple se lleva a cabo. En este caso, reducir la intensidad del láser o utilizar una dilución mayor. </li><li> Adquirir 20 correlograms entre el mínimo y el ángulo de dispersión máximo (por ejemplo, 30 ° - 140 °) con el mínimo tiempo de adquisición de 60 seg. Aumentar el tiempo de adquisición para grandes ángulos de dispersión de intensidad débilsi necesario. </li></ol></li><li> Análisis de Datos 37 <ol><li> Calcular la dispersión de las magnitudes vectoriales para el ángulo de dispersión de acuerdo con la <img alt="2 eq" src="/files/ftp_upload/54419/54419eq2.jpg" /> , Donde n es el índice de refracción de la dispersión, <img alt="3 eq" src="/files/ftp_upload/54419/54419eq3.jpg" /> la longitud de onda del láser en vacío y <img alt="4 eq" src="/files/ftp_upload/54419/54419eq4.jpg" /> el ángulo de dispersión. </li><li> En el caso de que el software de medición proporciona la función de correlación de intensidad <img alt="5 eq" src="/files/ftp_upload/54419/54419eq5.jpg" /> , Transformarla en función de correlación de campo eléctrico <img alt="6 eq" src="/files/ftp_upload/54419/54419eq6.jpg" /> de acuerdo a <img alt="7 eq" src="/files/ftp_upload/54419/54419eq7.jpg" /> . Parámetro <img alt="8 eq" src="/files/ftp_upload/54419/54419eq8.jpg" /> es un parámetro decisivo poco interesante en relación con el grado de coherencia espacial de la luz dispersada over el área del detector. </li><li> Realizar análisis acumulativo en correlograms, es decir, adaptarse polinomio de segundo orden al logaritmo de cada función de correlación de campo eléctrico <img alt="9 eq" src="/files/ftp_upload/54419/54419eq9.jpg" /> por mínimos cuadrados lineales. <img alt="8 eq" src="/files/ftp_upload/54419/54419eq8.jpg" /> aparece como la intersección de la forma y su valor exacto no es importante en relación con el análisis de datos. Restringir el ajuste a un valor τ tiempo de retraso significativo, por ejemplo, de modo que la amplitud de correlación es 10 a 20% de la amplitud máxima. El coeficiente del término de primer orden es la velocidad de disminución media de la función de correlación, <img alt="10 eq" src="/files/ftp_upload/54419/54419eq10.jpg" /> . </li><li> Encontrar el valor más probable para el coeficiente de difusión media <img alt="11 eq" src="/files/ftp_upload/54419/54419eq11.jpg" /> de las partículas por mínimos cuadrados lineales caber en <img alt="12 eq" src="/files/ftp_upload/54419/54419eq12.jpg" /> . Si<img alt="10 eq" src="/files/ftp_upload/54419/54419eq10.jpg" /> en contra <img alt="13 eq" src="/files/ftp_upload/54419/54419eq13.jpg" /> no parece lineal y pasar por el origen dentro del error, la distribución del tamaño de partícula es amplia y radio hidrodinámico será mal definido. </li><li> Calcular el radio hidrodinámico medio de la relación de Stokes-Einstein <img alt="14 eq" src="/files/ftp_upload/54419/54419eq14.jpg" /> , donde <img alt="15 eq" src="/files/ftp_upload/54419/54419eq15.jpg" /> es el coeficiente de Boltzmann, <img alt="16 eq" src="/files/ftp_upload/54419/54419eq16.jpg" /> la temperatura absoluta y <img alt="17 eq" src="/files/ftp_upload/54419/54419eq17.jpg" /> la viscosidad de la dispersión a <img alt="16 eq" src="/files/ftp_upload/54419/54419eq16.jpg" /> . Propagar la desviación estándar de <img alt="11 eq" src="/files/ftp_upload/54419/54419eq11.jpg" /> a <img alt="18 eq" src="/files/ftp_upload/54419/54419eq18.jpg" /> . </li&gt; </ol></li><li> Estructura de partículas Determinación por dispersión de luz estática <ol><li> Lávese las cubetas y cristalería con vapor de acetona. Utilice 20 mm de diámetro o más grandes cubetas para minimizar el efecto de lente cilíndrica. </li><li> Filter (filtro RC 200 nm o menor) de aproximadamente 20 ml de agua doblemente destilada a un vial de vidrio y transferir una gota de dispersión purificado al vial. Lavar el filtro con 10 ml de agua antes de usarla para la preparación de muestras para eliminar las impurezas que quedan del proceso de fabricación. </li><li> Compruebe muestra en contra de cualquier fuente de luz ambiente. Si se observa un color azul, la muestra es probable que sea demasiado concentrada. Diluir en consecuencia. </li><li> Preparar la muestra de agua de fondo por el lavado de la cubeta varias veces con agua filtrada y luego llenar hasta el volumen apropiado de la muestra, dependiendo de la cubeta y la posición del láser en el instrumento. El láser debe pasar a través de la muestra sin ser refractada desde el menisco. </li><li> Calibrar el instrument usando una muestra de tolueno. </li><li> Medir la dispersión de agua (de fondo) en todo el rango angular disponible. </li><li> Medir la intensidad de la dispersión de la muestra a lo largo del rango angular disponible preferentemente en varias longitudes de onda. El patrón de Dispersión Normalizada a la intensidad de dispersión hacia adelante se conoce como el factor de forma. </li><li> Si la estructura de las partículas se conoce, utilice la expresión modelo apropiado para el cálculo de ajuste global de los conjuntos de datos medidos en diferentes longitudes de onda. </li><li> Para uso desconocido estructura de partículas regularizado directa (como FitIt! 33) o una inversa indirecta más general transformada de Fourier 21,22 rutina conjuntamente con la deconvolución de la función de distribución de par distancia (sólo para partículas esféricas) 23,24 para la clasificación aproximada de partícula tipo. </li><li> En caso de que la rutina de ajuste o inversión proporciona una estimación de la función de distribución radio de la partícula, calcular la polidispersidadíndice (desviación estándar de la distribución dividida por su media). </li></ol></li></ol> 3. Seguimiento de partículas por microscopía de fluorescencia de campo amplio NOTA: Tracer y de la matriz de partículas de 465 ± 7 nm y 405 nm ± 7 radios hidrodinámicos a 20 ° C, respectivamente, fueron utilizados para el rastreo de partículas. <ol><li> Preparación de la muestra <ol><li> Preparar dispersión matriz microgel concentrado por redispersión cantidad conocida de microgel no marcado se liofilizó para cantidad conocida de agua bidestilada. Añadir una pequeña cantidad de partículas de trazador marcado. </li><li> Confirmar la concentración del marcador microgel apropiada en el microscopio. La concentración óptima es un compromiso entre adquisiciones simultáneas de número máximo de pistas, al tiempo que la concentración de marcador lo suficientemente bajo como para que la probabilidad de que las pistas de partículas de trazador se cruzan durante la adquisición es insignificante. </li><li> Preparar dispersiones concentradas por evaporaciónde agua en un horno. Determinar la concentración de peso comparando el peso de la dispersión al peso original de la muestra antes de la evaporación. </li></ol></li><li> Adquisición y análisis de datos <ol><li> Utilizar una lente de objetivo apropiado de la ampliación deseada y la abertura para la excitación de los trazadores y la recogida de la fluorescencia de la muestra simultánea. En este trabajo, use un 100X / 1.3 NA aceite de inmersión, lente del objetivo. </li><li> Coloque la cámara de humedad sobre una mesa xyz-piezo, que encaja en un microscopio comercial. </li><li> Para evitar que la muestra de secado, colocar una hoja de cubierta plasma limpiado en la cámara de humedad y la pipeta 10 l de poli (NIPAM) dispersión de la concentración deseada en el deslizamiento. </li><li> Dependiendo de la excitación y espectros de emisión del colorante fluorescente, utilizar un láser adecuado para la excitación y ajustar la potencia del láser apropiadamente. La intensidad debe ser suficientemente bajo para evitar photobleaching rápido de los tintes, pero alal mismo tiempo lo suficientemente fuerte para el posicionamiento exacto sola partícula (véase más adelante). En este trabajo, use un bombeado por diodos láser de estado sólido de 561 nm y mantener constante la potencia del láser a los 16 mW (ca. 0,5 kW cm-2 en la muestra) para todas las mediciones. </li><li> Para obtener una iluminación homogénea de la muestra, utilice la configuración de iluminación crítica se describe aquí. Para ello, par el láser en una fibra multimodo (NA 0,22 ± 0,02, 0,6 mm de diámetro del núcleo), agitar la fibra utilizando un vórtice temporal con el fin de promediar motas láser, y se proyecta la fibra de extremo en el plano de la muestra. </li><li> Calibrar la distancia z de la reflexión posterior de la hoja de la cubierta y se centran varios micrómetros en la muestra moviendo el objetivo ligeramente hacia arriba y fijar la posición z usando un z-compensador. Esto evita cualquier efecto de interfaz con el cubreobjetos. </li><li> Ajuste los parámetros del detector, tales como tiempo de exposición, a la fuerza de la señal de fluorescencia. En este caso, utilizar una cámara EMCCDcon el tiempo de exposición de 0,1 segundos, el modo de electrones y la ganancia de 50 multiplicando. </li><li> Adquirir varias películas con el número apropiado de tramas para obtener tiempo de retraso adecuado para calcular el desplazamiento cuadrático medio de los microgeles en diferentes regiones de la muestra. En este trabajo, utilice los números de fotograma de adquisición de 500 o 1.000 marcos. </li><li> Analizar los datos mediante la colocación de las partículas en cada cuadro con el mecanismo de Gauss 25 y utilizar un algoritmo de seguimiento de partícula apropiado 26 para obtener el desplazamiento cuadrático medio. 27 Calcular los valores medios y desviación estándar promediando sobre todas las pistas de todas las películas. Calcular los coeficientes de difusión de largo tiempo de retraso por regresión lineal a partir de <img alt="19 eq" src="/files/ftp_upload/54419/54419eq19.jpg" /> , dónde <img alt="20 eq" src="/files/ftp_upload/54419/54419eq20.jpg" /> es el desplazamiento cuadrático medio, D el coeficiente de difusión media y la tau el tiempo de retraso. </li><li> Estimate el parámetro γ anomalía de la ecuación de difusión anómala <img alt="21 eq" src="/files/ftp_upload/54419/54419eq21.jpg" /> mediante la transformación de los datos en escala logarítmica, produciendo <img alt="22 eq" src="/files/ftp_upload/54419/54419eq22.jpg" /> . El parámetro anomalía <img alt="23 eq" src="/files/ftp_upload/54419/54419eq23.jpg" /> está dada por la derivada de la trama. El derivado puede ser estimado por las diferencias finitas de los puntos de datos, o el montaje de los puntos de datos por funciones polinómicas y diferenciar analíticamente. Determinar el grado suficiente de las funciones de ajuste polinómico por el trazado de los residuos de ajuste y norma residual para incrementar el fin polinomio. </li><li> Repetir el mismo procedimiento con diferentes concentraciones de las matrices de microgel. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Pelton, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temperature-sensitive+aqueous+microgels%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Colloid+Interfac%22%5BJournal%5D)">Temperature-sensitive aqueous microgels.</a> Adv. Colloid Interfac. 85, 1-33 (2000).</li>
<li>Pich, A., Richtering, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microgels+by+Precipitation+Polymerization%3A+Synthesis%2C+Characterization+and+Functionalization%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Polym.+Sci%22%5BJournal%5D)">Microgels by Precipitation Polymerization: Synthesis, Characterization and Functionalization.</a> Adv. Polym. Sci. 234, 1-37 (2010).</li>
<li>Richtering, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Responsive+Emulsions+Stabilized+by+Stimuli-Sensitive+Microgels%3A+Emulsions+with+Special+Non-Pickering+Properties%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Responsive Emulsions Stabilized by Stimuli-Sensitive Microgels: Emulsions with Special Non-Pickering Properties.</a> Langmuir. 28 (50), 17218-17229 (2012).</li>
<li>Wiese, S., Spiess, A. C., Richtering, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microgel-Stabilized+Smart+Emulsions+for+Biocatalysis%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Edit%22%5BJournal%5D)">Microgel-Stabilized Smart Emulsions for Biocatalysis.</a> Angew. Chem. Int. Edit. 52 (2), 576-579 (2012).</li>
<li>Schmitt, V., Ravaine, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+compaction+versus+stretching+in+Pickering+emulsions+stabilised+by+microgels%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Colloid+In%22%5BJournal%5D)">Surface compaction versus stretching in Pickering emulsions stabilised by microgels.</a> Curr. Opin. Colloid In. 18 (6), 532-541 (2013).</li>
<li>Wellert, S., Richter, M., Hellweg, T., von Klitzing,, R,, Hertle, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Responsive+Microgels+at+Surfaces+and+Interfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Z.+Phys.+Chem%22%5BJournal%5D)">Responsive Microgels at Surfaces and Interfaces.</a> Z. Phys. Chem. 229 (7-8), 1-26 (2015).</li>
<li>Li, Z., Harbottle, D., Pensini, E., Ngai, T., Richtering, W., Xu, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fundamental+Study+of+Emulsions+Stabilized+by+Soft+and+Rigid+Particles%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Fundamental Study of Emulsions Stabilized by Soft and Rigid Particles.</a> Langmuir. 31 (23), 6282-6288 (2015).</li>
<li>Deshmukh, O. S., van den Ende, D., Stuart, M. C., Mugele, F., Duits, M. H. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hard+and+soft+colloids+at+fluid+interfaces%3A+Adsorption%2C+interactions%2C+assembly+%26+rheology%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Colloid+Interfac%22%5BJournal%5D)">Hard and soft colloids at fluid interfaces: Adsorption, interactions, assembly & rheology.</a> Adv. Colloid Interfac. 222, 215-227 (2015).</li>
<li>Serpe, M. J., Kim, J., Lyon, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Colloidal+Hydrogel+Microlenses%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Colloidal Hydrogel Microlenses.</a> Adv. Mater. 16 (2), 184-187 (2004).</li>
<li>Schmidt, S., Zeiser, M., Hellweg, T., Duschl, C., Fery, A., Möhwald, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adhesion+and+Mechanical+Properties+of+PNIPAM+Microgel+Films+and+Their+Potential+Use+as+Switchable+Cell+Culture+Substrates%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Func.+Mater%22%5BJournal%5D)">Adhesion and Mechanical Properties of PNIPAM Microgel Films and Their Potential Use as Switchable Cell Culture Substrates.</a> Adv. Func. Mater. 20 (19), 3235-3243 (2010).</li>
<li>Xia, Y., He, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermoresponsive+Microgel+Films+for+Harvesting+Cells+and+Cell+Sheets%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Thermoresponsive Microgel Films for Harvesting Cells and Cell Sheets.</a> Biomacromolecules. 14 (10), 3615-3625 (2013).</li>
<li>Guan, Y., Zhang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PNIPAM+microgels+for+biomedical+applications%3A+from+dispersed+particles+to+3D+assemblies%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">PNIPAM microgels for biomedical applications: from dispersed particles to 3D assemblies.</a> Soft Matter. 7 (14), 6375(2011).</li>
<li>Yunker, P. J., Chen, K., Gratale, M. D., Lohr, M. A., Still, T., Yodh, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physics+in+ordered+and+disordered+colloidal+matter+composed+of+poly%28N-isopropylacrylamide%29+microgel+particles%5BTitle%5D)+AND+%22Rep.+Prog.+Phys%22%5BJournal%5D)">Physics in ordered and disordered colloidal matter composed of poly(N-isopropylacrylamide) microgel particles.</a> Rep. Prog. Phys. 77 (5), 056601-056629 (2014).</li>
<li>Lohr, M. A., Still, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vibrational+and+structural+signatures+of+the+crossover+between+dense+glassy+and+sparse+gel-like+attractive+colloidal+packings%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+E%22%5BJournal%5D)">Vibrational and structural signatures of the crossover between dense glassy and sparse gel-like attractive colloidal packings.</a> Phys. Rev. E. 90 (6), 062305(2014).</li>
<li>Dreyfus, R., Xu, Y., Still, T., Hough, L. A., Yodh, A. G., Torquato, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diagnosing+hyperuniformity+in+two-dimensional%2C+disordered%2C+jammed+packings+of+soft+spheres%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+E%22%5BJournal%5D)">Diagnosing hyperuniformity in two-dimensional, disordered, jammed packings of soft spheres.</a> Phys. Rev. E. 91 (1), 012302-012312 (2015).</li>
<li>Kojima, H., Tanaka, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reentrant+volume+phase+transition+of+cross-linked+poly%28N-isopropylacrylamide%29+gels+in+mixed+solvents+of+water%2Fmethanol%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Reentrant volume phase transition of cross-linked poly(N-isopropylacrylamide) gels in mixed solvents of water/methanol.</a> Soft Matter. 8 (10), 3010-3011 (2012).</li>
<li>Hofmann, C. H., Plamper, F. A., Scherzinger, C., Hietala, S., Richtering, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cononsolvency+Revisited%3A+Solvent+Entrapment+by+N-Isopropylacrylamide+and+N%2C+N-Diethylacrylamide+Microgels+in+Different+Water%2FMethanol+Mixtures%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Cononsolvency Revisited: Solvent Entrapment by N-Isopropylacrylamide and N, N-Diethylacrylamide Microgels in Different Water/Methanol Mixtures.</a> Macromolecules. 46 (2), 523-532 (2013).</li>
<li>Bischofberger, I., Calzolari, D. C. E., Trappe, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Co-nonsolvency+of+PNiPAM+at+the+transition+between+solvation+mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Co-nonsolvency of PNiPAM at the transition between solvation mechanisms.</a> Soft Matter. 10 (41), 8288-8295 (2014).</li>
<li>Virtanen, O. L. J., Richtering, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinetics+and+particle+size+control+in+non-stirred+precipitation+polymerization+of+N-isopropylacrylamide%5BTitle%5D)+AND+%22Colloid+Polym.+Sci%22%5BJournal%5D)">Kinetics and particle size control in non-stirred precipitation polymerization of N-isopropylacrylamide.</a> Colloid Polym. Sci. 292 (8), 1743-1756 (2014).</li>
<li>Virtanen, O. L. J., Ala-Mutka, H. M., Richtering, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Can+the+Reaction+Mechanism+of+Radical+Solution+Polymerization+Explain+the+Microgel+Final+Particle+Volume+in+Precipitation+Polymerization+of+N-Isopropylacrylamide%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Macromol.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Can the Reaction Mechanism of Radical Solution Polymerization Explain the Microgel Final Particle Volume in Precipitation Polymerization of N-Isopropylacrylamide?</a> Macromol. Chem. Phys. 216 (13), 1431-1440 (2015).</li>
<li>Glatter, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+method+for+the+evaluation+of+small-angle+scattering+data%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Crystallogr%22%5BJournal%5D)">A new method for the evaluation of small-angle scattering data.</a> J. Appl. Crystallogr. 10 (5), 415-421 (1977).</li>
<li>Svergun, D. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+the+regularization+parameter+in+indirect-transform+methods+using+perceptual+criteria%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Crystallogr%22%5BJournal%5D)">Determination of the regularization parameter in indirect-transform methods using perceptual criteria.</a> J. Appl. Crystallogr. 25 (4), 495-503 (1992).</li>
<li>Glatter, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Convolution+Square+Root+of+Band-Limited+Symmetrical+Functions+and+Its+Application+to+Small-Angle+Scattering+Data%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Crystallogr%22%5BJournal%5D)">Convolution Square Root of Band-Limited Symmetrical Functions and Its Application to Small-Angle Scattering Data.</a> J. Appl. Crystallogr. 14, 101-108 (1981).</li>
<li>Glatter, O., Hainisch, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improvements+in+Real-Space+Deconvolution+of+Small-Angle+Scattering+Data%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Crystallogr%22%5BJournal%5D)">Improvements in Real-Space Deconvolution of Small-Angle Scattering Data.</a> J. Appl. Crystallogr. 17, 435-441 (1984).</li>
<li>Cheezum, M. K., Walker, W. F., Guilford, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+Comparison+of+Algorithms+for+Tracking+Single+Fluorescent+Particles%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys.+J%22%5BJournal%5D)">Quantitative Comparison of Algorithms for Tracking Single Fluorescent Particles.</a> Biophys. J. 81 (4), 2378-2388 (2001).</li>
<li>Wöll, D., Kölbl, C., Stempfle, B., Karrenbauer, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+method+for+automatic+single+molecule+tracking+of+blinking+molecules+at+low+intensities%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Chem.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">A novel method for automatic single molecule tracking of blinking molecules at low intensities.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 15 (17), 6196-6205 (2013).</li>
<li>Saxton, M. J., Jacobson, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-particle+tracking%3A+Applications+to+membrane+dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Bioph.+Biom%22%5BJournal%5D)">Single-particle tracking: Applications to membrane dynamics.</a> Annu. Rev. Bioph. Biom. 26, 373-399 (1997).</li>
<li>Pusey, P. N., van Megen, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+of+small+polydispersities+by+photon+correlation+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Detection of small polydispersities by photon correlation spectroscopy.</a> J. Chem. Phys. 80 (8), 3513(1984).</li>
<li>Stieger, M., Pedersen, J. S., Richtering, W., Lindner, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Small-angle+neutron+scattering+study+of+structural+changes+in+temperature+sensitive+microgel+colloids%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Small-angle neutron scattering study of structural changes in temperature sensitive microgel colloids.</a> J. Chem. Phys. 120 (13), 6197-6206 (2004).</li>
<li>Wu, X., Pelton, R. H., Hamielec, A. E., Woods, D. R., McPhee, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+kinetics+of+poly%28N-isopropylacrylamide%29+microgel+latex+formation%5BTitle%5D)+AND+%22Colloid+Polym.+Sci%22%5BJournal%5D)">The kinetics of poly(N-isopropylacrylamide) microgel latex formation.</a> Colloid Polym. Sci. 272, 467-477 (1994).</li>
<li>Weeks, E. R., Weitz, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Subdiffusion+and+the+cage+effect+studied+near+the+colloidal+glass+transition%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Subdiffusion and the cage effect studied near the colloidal glass transition.</a> Chem. Phys. 284 (1-2), 361-367 (2002).</li>
<li>Ernst, D., Köhler, J., Weiss, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Probing+the+type+of+anomalous+diffusion+with+single-particle+tracking%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Chem.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Probing the type of anomalous diffusion with single-particle tracking.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 16 (17), 7686-7691 (2014).</li>
<li>Virtanen, O. L. J. FitIt! (Version 1.1.4). , Available from:
 <a target="_blank" href="https://www.github.com/ovirtanen/fitit">https://www.github.com/ovirtanen/fitit</a> (2015).</li>
<li>Provencher, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Constrained+Regularization+Method+For+Inverting+Data+Represented+By+A+Linear+Algebraic+or+Integral+Equations%5BTitle%5D)+AND+%22Comput.+Phys.+Commun%22%5BJournal%5D)">A Constrained Regularization Method For Inverting Data Represented By A Linear Algebraic or Integral Equations.</a> Comput. Phys. Commun. 27 (3), 213-227 (1982).</li>
<li>Holtzer, L., Meckel, T., Schmidt, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanometric+three-dimensional+tracking+of+individual+quantum+dots+in+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Nanometric three-dimensional tracking of individual quantum dots in cells.</a> Appl. Phys. Lett. 90 (5), 053902-053904 (2007).</li>
<li>Diezmann, A. V., Lee, M. Y., Lew, M. D., Moerner, W. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Correcting+field-dependent+aberrations+with+nanoscale+accuracy+in+three-dimensional+single-molecule+localization+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Optica%22%5BJournal%5D)">Correcting field-dependent aberrations with nanoscale accuracy in three-dimensional single-molecule localization microscopy.</a> Optica. 2 (11), 985-989 (2015).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Neutrons%2C+X-rays+and+Light%3A+Scattering+Methods+Applied+to+Soft+Condensed+Matter%22">Neutrons, X-rays and Light: Scattering Methods Applied to Soft Condensed Matter</a>. Lindner, P., Zemb, T. , North Holland Delta Series. Amsterdam. (2002).</li>
</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

La adición de pequeñas cantidades de comonómero funcional puede tener un efecto significativo en el tamaño de partícula y la estructura de los microgeles de PNIPAM derivada. polimerización simultánea tubo de ensayo a pequeña escala es un buen método para dar cuenta de estos cambios, y ayuda a encontrar rápidamente las composiciones de reactivos adecuados para el tamaño de partícula objetivo de ampliación de la escala de la reacción, segú...

Los estímulos sensibles poli (N -isopropylacrylamide) (PNIPAM) microgeles 1,2 han atraído el interés continuo en las últimas dos décadas debido a su potencial en diversas aplicaciones inteligentes. Casos de uso demostradas incluyen estabilizadores de emulsión conmutables 3-8, microlentes 9, sustratos de cultivo celular para facilitar la recolección de células, 10,11 y portadores inteligentes para compuestos de bajo peso molecular y otros usos biomédicos 12. Desde un punto de vista de investigación fundamental estas partículas se han demostrado ser útiles para la investigación de temas tales como las interacciones coloidales 13-15 y las interacciones de polímero-disolvente 16-18. El uso exitoso de microgeles de PNIPAM y sus derivados en cualquier aplicación dada normalmente requiere el conocimiento del tamaño de partícula medio y la anchura de la distribución del tamaño de partícula. Para la correcta interpretación de los resultados experimentales implica PNIPAM microgeles, la estructura de las partículas, que puede ser afectada por comonómeros funcionales, tiene que ser conocida. dispersión de luz dinámica y estática (DLS y SLS, respectivamente) son especialmente adecuado para la adquisición de esta información debido a que estos métodos son rápidos y relativamente fácil de usar; y sondean las propiedades de las partículas de forma no invasiva en su ambiente nativo (dispersión). DLS y SLS también recogen datos de gran número de partículas evitando el sesgo derivado de tamaños de muestra pequeños, típicos de métodos de microscopía. Por lo tanto, el primer objetivo de este trabajo es dar a conocer las buenas prácticas en relación con la dispersión de luz de los nuevos practicantes de la caracterización coloidal. Típicamente, la polimerización por precipitación se lleva a cabo a escala de laboratorio y encontrando las condiciones de reacción adecuadas para propiedades de las partículas específicas puede ser laborioso y requiere muchas repeticiones de la síntesis. En contraste con la síntesis de lotes grandes, polimerización no agitada precipitación 19,20 es arAPID procedimiento en el que los lotes de diferente composición de reactivo puede ser polimerizado partículas simultáneamente rendimiento de estrecha distribución de tamaños. polimerización simultánea minimiza la variación experimental y salida grande significa que las condiciones de reacción adecuadas se pueden encontrar rápida ampliación de la escala de la reacción. Por lo tanto, nuestro segundo objetivo es demostrar la utilidad de la polimerización no se agita la precipitación en la creación de prototipos y en aplicaciones que no requieren una gran cantidad de producto. Diferentes aspectos de la síntesis y caracterización se unen en el ejemplo de aplicación de la etiqueta fluorescente microgeles de PNIPAM en la investigación de la interacción coloidal. Aquí se utiliza el seguimiento de partícula de gran precisión para investigar la difusión de microgeles trazador marcado en dispersión de microgeles de matriz no marcados en un amplio intervalo de concentración de la matriz y resolver el efecto jaula en dispersión coloidal concentrada. microscopía de fluorescencia de campo amplio es muy adecuado for este propósito, ya que puede caracterizar el comportamiento específico de unas pocas moléculas de trazador entre un gran número de especies potencialmente diferentes de la matriz. Esto está en contraste con las técnicas tales como DLS, SLS y reología, que miden las propiedades medias conjunto de sistemas y por lo tanto no puede resolver el comportamiento de pequeño número de partículas de la sonda en un sistema grande. Además, en este ejemplo específico métodos de dispersión de luz convencionales no pueden ser utilizados también debido a la alta concentración de partículas, lo que conduce a una fuerte dispersión múltiple invalidar cualquier análisis estándar. El uso de tratamiento automatizado de datos y métodos estadísticos permiten el análisis del comportamiento del sistema en general también para el rastreo de partículas individuales, promediada sobre muestras de gran tamaño.

<table><tbody><tr><td>Acetona</td><td>VWR Chemicals</td><td>KRAF13455</td><td></td></tr><tr><td>Bisacrylamid</td><td>AppliChem</td><td>A3636</td><td></td></tr><tr><td>n-Hexano</td><td>Merck</td><td>104374</td><td></td></tr><tr><td>N-Isopropylacrylamide</td><td>Fisher Scientific</td><td>AC412785000</td><td>recristalizado a partir de n-hexano</td></tr><tr><td>Metacriloxietilo tiocarbamoil rodamina B</td><td>Polysciences</td><td>23591</td><td></td></tr><tr><td>Peroxodisulfato de potasio</td><td>Merck</td><td>105091</td><td></td></tr><tr><td>Aceite de silicona 47 V 350</td><td>VWR Chemicals</td><td>83851</td><td></td></tr><tr><td>Tolueno</td><td>Sigma Aldrich</td><td>244511</td><td></td></tr><tr><td>F12 Circulador refrigerado/calefactor</td><td>Julabo</td><td></td> Microscopio 9116612 <td></td></tr><tr><td></td><td>Olympus</td><td>IX83</td><td></td></tr><tr><td>XY(Z) Piezo System</td><td>Physik Instrumente</td><td>P-545.3R7</td><td></td></tr><tr><td>100X Objetivo de inmersión en aceite</td><td>Olympus</td><td>UPLSAPO</td><td></td></tr><tr><td>QuadLine Beamsplitter</td><td>AHF Analysentechnik</td><td>F68-556T</td><td></td></tr><tr><td>Cobolt Jive 150 láser</td><td>Cobolt</td><td>0561-04-01-0150-300</td><td></td></tr><tr><td>Fibra multimodo</td><td>Thorlabs</td><td>UM22-600</td><td></td></tr><tr><td>iXON Ultra 897 Cámara EMCCD</td><td>Andor</td><td>DU-897U-CS0-BV</td><td></td></tr><tr><td>Goniómetro láser</td><td>SLS Systemtechnik</td><td>Mark III</td><td></td></tr><tr><td>CF40 Circulador criocompacto</td><td>Julabo</td><td>9400340</td><td></td></tr><tr><td>Sistema de goniómetro láser&nbsp;</td><td>ALV GmbH</td><td>ALV / CGS-8F</td><td></td></tr><tr><td>Corretador multi-tau</td><td>ALV GmbH</td><td>ALV-7004</td><td></td></tr><tr><td>Electrónica de dispersión de luz</td><td>ALV GmbH</td><td>ALV / LSE 5004</td><td></td></tr><tr><td>Módulo de conteo de fotones</td><td>PerkinElmer</td><td>SPCM-CD2969</td><td>2 unidades en modo pseudo correlación cruzada</td></tr><tr><td>633 nm Láser HeNe</td><td>JDS Unifásico</td><td>1145P</td><td></td></tr><tr><td>F32 Refrigerado/calefacción circulador</td><td>Julabo 9312632</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

síntesis controlada y de seguimiento de la fluorescencia de muy uniforme de poli (<em&gt; n</em&gt; -isopropylacrylamide) microgeles

Controlled Synthesis and Fluorescence Tracking of Highly Uniform Poly(N-isopropylacrylamide) Microgels

Los estímulos sensibles poli (N -isopropylacrylamide) (PNIPAM) microgeles tienen diversas aplicaciones prácticas potenciales y usos en la investigación fundamental. En este trabajo, utilizamos solo rastreo de partículas microgeles de PNIPAM marcados con fluorescencia como un escaparate para el tamaño de sintonía microgel por un procedimiento de polimerización por precipitación no agitada rápida. Este enfoque es muy adecuado para la creación de prototipos nuevas composiciones y condiciones de reacción o para aplicaciones que no requieren grandes cantidades de producto. la síntesis de microgel, tamaño de partícula y la determinación de la estructura mediante dispersión de luz dinámica y estática se detallan en el protocolo. Se muestra que la adición de comonómeros funcionales puede tener una gran influencia sobre la nucleación y la estructura de las partículas. rastreo de partículas Single de campo amplio microscopía de fluorescencia permite una investigación de la difusión de microgeles trazador marcado en una matriz concentrada de microgeles no etiquetados, un sistema que no fue investigado por la facilidadotros métodos tales como dispersión de luz dinámica.

El número de partículas de microgel de PNIPAM en el lote, y por tanto el volumen de la partícula final, se determina temprano en la reacción durante la fase de nucleación 20 hidrófoba metacriloxietil colorante co-monómero tiocarbamoil rodamina B influye en la nucleación mediante la reducción de la densidad del número de partículas en el lote. La disminución de la concentración de partículas para dos concentraciones d...

Polimerización por precipitación no agitada proporciona un enfoque de prototipado rápido, reproducible para la síntesis de los estímulos sensibles al poli (N -isopropylacrylamide) microgeles de estrecha distribución de tamaños. En esta síntesis protocolo, la caracterización de dispersión de luz y fluorescencia de seguimiento de partículas individuales de estos microgeles en una configuración de la microscopía de campo amplio se demuestran.

Síntesis controlada y de seguimiento de la fluorescencia de muy uniforme de poli (<em&gt; N</em&gt; -isopropylacrylamide) microgeles

Stimuli-sensitive poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) microgels have various prospective practical applications and uses in fundamental research. In this ...

El objetivo general de este trabajo es investigar el comportamiento dinámico y la interacción de partículas coloidales blandas en dispersiones con diversas densidades de partículas en las proximidades de la transición vítrea. Los microgeles son objetos blandos que pueden adaptar su tamaño, forma y movilidad según su entorno. A diferencia de las partículas coloidales rígidas, existen muchas preguntas abiertas respecto al comportamiento de los microgeles blandos.La principal ventaja de la microscopía de fluorescencia de campo amplio es la posibilidad de localizar microgeles individuales con alta precisión, seguir directamente su movimiento en C2 y analizar las cantidades de difusión. Para investigar la dinámica de microgeles individuales en sistemas densos, únicamente debe marcarse con fluorescencia un pequeño número de microgeles. La polimerización por precipitación sin agitación permite la síntesis paralela de microgeles con condiciones de reacción variables, lo que facilita ajustar convenientemente el tamaño de los microgeles marcados y no marcados.La dispersión dinámica de la luz proporciona los radios hidrodinámicos promedio de los microgeles con una precisión de unos pocos nanómetros. Disuelva 1.8 gramos de NIPAM y 24 miligramos de BIS en 245 mililitros de agua doblemente destilada filtrada en un matraz redondo de 500 mililitros con tres bocas, equipado con un condensador de reflujo, un agitador y un septum de caucho. Introduzca un termómetro y una aguja de 120 milímetros para la entrada de nitrógeno a través del septum.Caliente la solución a 60 grados Celsius mientras agita. Luego, desoxigene la solución purgando con nitrógeno durante 40 minutos. Al mismo tiempo, prepare una solución de iniciador con 155 miligramos de persulfato de potasio, o KPS, en cinco mililitros de agua doblemente destilada filtrada, y burbujee nitrógeno en la solución para eliminar el oxígeno.A continuación, lave una jeringa con nitrógeno y transfiera completamente los cinco mililitros de la solución de KPS a una jeringa previamente lavada con nitrógeno, equipada con una aguja de 120 milímetros. Eleve la aguja de nitrógeno por encima del nivel de la solución en el matraz de tres bocas y agregue rápidamente la solución de KPS a través del septum de caucho dentro del reactor. Deje que la polimerización continúe durante una hora bajo flujo de nitrógeno y agitación lenta a 60 grados Celsius.Utilice un embudo de Buchner y papel de filtro para filtrar la solución de reacción caliente y deseche cualquier agregado grande. Después de dejar que la dispersión se enfríe, centrifugue y redisponga la dispersión tres veces durante 40 minutos a 257,000 veces G. Finalmente, redisuelva el sedimento en una cantidad mínima viable de agua doblemente destilada antes de liofilizar la dispersión para su almacenamiento. Pese 257,7 miligramos de NIPAM, 3,5 miligramos de BIS y 1,5 miligramos de colorante de rodamina B metacriloxietil tiocarbamoilo en un recipiente de vidrio, y agregue 10 mililitros de agua doblemente destilada filtrada.Prepare la misma solución sin el colorante en un recipiente de vidrio separado. Someta la solución de colorante a ultrasonido durante 15 minutos para disolver el colorante en agua. Prepare diversas diluciones de la solución de monómero con el colorante para obtener una serie de concentraciones.Aquí, se utiliza un tinte en el rango de concentración de 02 a 0,1 milimol por litro. A continuación, disuelva 8,4 miligramos de KPS en 10 mililitros de agua doblemente destilada filtrada para obtener la solución iniciadora. Transfiera 0,5 mililitros de la serie de concentraciones y 05 mililitros de la solución de KPS a tubos de ensayo con un diámetro de 10 milímetros para obtener las soluciones finales de reacción.Cierre los tubos con septa de goma. Precaliente un baño de aceite en un recipiente de vidrio de doble pared conectado a un circulador de calentamiento a 63 grados Celsius. Desoxigene las soluciones de reacción purgando con nitrógeno a través de agujas de 120 milímetros durante 20 minutos.Luego, inserte los tubos en una plataforma flotante e introduzca la plataforma en el baño de aceite precalentado. Ajuste la temperatura a 60 grados Celsius. Para un ajuste de tamaño de partícula de alta precisión, el control de temperatura durante la reacción inicial debe ser riguroso, típicamente más o menos 0,1 grados Celsius.Deje que la reacción transcurra durante un tiempo adecuado. Normalmente, una hora es suficiente. Después de la reacción, transfiera rápidamente los tubos de reacción a un horno a 60 grados Celsius.Coloque una gota de la dispersión caliente en 10 mililitros de agua doblemente destilada filtrada, previamente calentada por encima de la temperatura de transición de fase volumétrica del poli-NIPAM, con el fin de medir los radios hidrodinámicos de las partículas en su estado colapsado. Deje que el resto de las dispersiones se enfríen a temperatura ambiente y transfiera estas a tubos de centrífuga. Después de centrifugar la solución, diluya los microgeles en dos mililitros de agua doblemente destilada filtrada para usarlos como partículas trazadoras.Para la determinación del radio hidrodinámico en el estado colapsado mediante dispersión dinámica de luz, primero lave las cubetas y el material de vidrio con vapor de acetona. Transfiera aproximadamente un mililitro de la dispersión diluida de partículas a una cubeta de medición. Ajuste la temperatura del baño de índice de coincidencia del goniómetro de dispersión dinámica de luz a 50 grados Celsius y transfiera la muestra al instrumento sin permitir que se enfríe.Inserte la cubeta de la muestra y mueva el brazo del detector al ángulo pequeño de dispersión. Después de verificar el perfil del haz y el rango de cuentas según se describe en el protocolo textual, mueva el brazo del goniómetro al ángulo más alto de dispersión. Verifique que la tasa de conteo aún sea suficientemente alta para la medición.Si la intensidad es demasiado baja, mueva el brazo hacia un ángulo de dispersión más bajo. Luego, verifique visualmente el haz a través del vidrio del baño de tolueno en el ángulo de dispersión más bajo. Si se observa un resplandor alrededor del haz incidente, está ocurriendo una dispersión múltiple.Adquiera 20 correlogramas entre el ángulo de dispersión mínimo y máximo con un tiempo mínimo de adquisición de 60 segundos. Aumente el tiempo de adquisición para ángulos de dispersión grandes con intensidad débil si es necesario. Utilice un objetivo adecuado con la ampliación y apertura deseadas para la excitación de los trazadores y la recolección simultánea de fluorescencia de la muestra.En este trabajo, se utiliza un objetivo de inmersión en aceite con una ampliación de 100X y una apertura numérica de 1,3. Coloque la cámara de humedad sobre una mesa pi-SO XYZ que se ajuste a un microscopio. Para evitar que la muestra se seque, coloque un cubreobjetos limpiado con plasma en la cámara de humedad y pipetee 10 microlitros de la dispersión de poli-NIPAM a la concentración deseada.Según los espectros de excitación y emisión del colorante fluorescente, utilice un láser adecuado para la excitación y ajuste la potencia del láser de manera apropiada. Aquí se utiliza un láser de estado sólido bombeado por diodo de 561 nanómetros a una potencia constante de 16 milivatios. Para obtener una iluminación homogénea de la muestra, acople el láser en una fibra multimodo, agite la fibra utilizando un vórtex para promediar temporalmente los granos del láser y proyecte el extremo de la fibra en el plano de la muestra.Calibre la distancia Z a partir del reflejo posterior del cubreobjetos y enfoque varios micrómetros dentro de la muestra moviendo ligeramente el objetivo hacia arriba, y fije la posición Z utilizando un compensador Z. Esto evita cualquier efecto de interfaz con el cubreobjetos. Ajuste los parámetros del detector, como el tiempo de exposición, a la intensidad de la señal fluorescente.En este caso, se utiliza una cámara EMCCD con un tiempo de exposición de 0.1 segundos en modo de multiplicación electrónica y una ganancia de 50. Adquiera varias películas con el número apropiado de cuadros para obtener un tiempo de retardo adecuado y calcular el desplazamiento cuadrático medio de los microgeles en diferentes regiones de la muestra. Se sintetizaron ocho lotes de microgeles marcados.Para seis lotes, las tasas de decaimiento del correlograma aumentan linealmente con el cuadrado de la magnitud del vector de dispersión, lo que indica una distribución estrecha de tamaños. Un ajuste que pasa por el origen indica únicamente difusión traslacional. Para dos lotes, se observa un comportamiento no lineal.La desviación es causada por una distribución amplia de tamaños y un mínimo del factor de forma de la partícula, que coincide con el rango del vector de dispersión. Para obtener una mejor estimación del coeficiente medio de difusión de las partículas, excluya estos puntos del ajuste. Una alta relación señal-ruido permite el seguimiento de microgeles fluorescentes.Su difusión está restringida por la matriz de microgeles no marcados. Concentraciones más altas de la matriz de microgeles no marcados a la derecha provocan un efecto de jaula pronunciado, en el cual los microgeles fluorescentes quedan atrapados en una matriz no marcada de microgeles. En bajas concentraciones de la matriz de microgeles no marcados, los microgeles trazadores exhiben difusión normal, lo cual se infiere del aumento lineal del desplazamiento cuadrático medio con el tiempo de retardo.Sin embargo, a concentraciones elevadas cercanas a la transición vítrea coloidal, exhiben difusión no lineal, representada por la evolución temporal no lineal de los desplazamientos cuadráticos medios. A mayor concentración de la matriz de microgeles no marcados, los microgeles trazadores quedan atrapados por vecinos no marcados en jaulas transitorias, como se ilustra mediante trayectorias agrupadas para 12 microgeles. La síntesis paralela a pequeña escala permite experimentar rápidamente con diferentes parámetros de reacción.Esto también minimiza cualquier variación experimental no deseada debida a diferencias de temperatura de reacción. En combinación con la cuidadosa caracterización por dispersión dinámica de luz, se puede encontrar rápidamente las condiciones de reacción adecuadas para obtener el tamaño de microgel deseado. En este video, demostramos cómo la síntesis controlada de microgeles nos permite investigar la difusión de microgeles individuales en soluciones concentradas de microgeles mediante microscopía de fluorescencia de campo amplio.Tras seguir este procedimiento, será posible comprender cómo la estructura de los microgeles controla sus propiedades. Esto abrirá la puerta al diseño de nuevos materiales blandos interactivos.

controlled-synthesis-fluorescence-tracking-highly-uniform-poly-n

Research

Investigación

JoVE Journal

Chemistry

Química

Este trabajo describe la formación de microgeles de poli(etilenglicol) (PEG) a través de una reacción de precipitación fotopolimerizada. El aumento del peso molecular del PEG aumentó el diámetro del microgel y la relación de hinchamiento. Se exploran adaptaciones simples a la reacción de precipitación de microgel PEG para futuras aplicaciones de microgeles como vehículos de administración de fármacos y andamios de ingeniería de tejidos.

Características de los formados Precipitación microgeles polietilenglicol son controlados por Peso molecular de los reactivos

Nuestro laboratorio ha desarrollado hidrogeles de poliacrilamida de ADN-reticulada, un sistema dinámico de hidrogel, para entender mejor los efectos de la modulación de la rigidez del tejido en función de la célula. Aquí, ofrecemos esquemas, descripciones y protocolos para preparar estos hidrogeles.

Preparación de ADN-poliacrilamida reticulada hidrogeles

Presentamos un protocolo para sintetizar microhidrogeles Janus compuestos íntegramente por el mismo material base, poli(N-isopropilacrilamida) (PNIPAAm), con una estructura claramente compartimentada basada en la separación de fases de una solución de monómero NIPAAm supersaturada. Los microhidrogeles Janus sintetizados muestran propiedades únicas, como la termorreactividad anisotrópica y la capacidad de carga organofílica/hidrofílica.

Síntesis de Poli (<em&gt; N</em&gt; -isopropylacrylamide) Janus Microhydrogels para anisotrópico Thermo-respuesta y la organófila / hidrofílico La capacidad de carga

Se demuestra una síntesis eficiente de tres pasos de glicopolímeros fluorescentes basados en RAFT, que consiste en preparación de glucomonómero, copolimerización y post-modificación. Este protocolo se puede utilizar para preparar glicopolímeros estadísticos basados en RAFT con las estructuras deseadas.

Preparación Facile y Eficiente de la glicopolímeros fluorescentes Tri-componentes a través de polimerización BALSA controlado

Se presenta un protocolo para la síntesis y caracterización de movimiento difusivo de los polímeros cíclicos en el nivel de una sola molécula.

Síntesis de polímeros cíclicos y caracterización de su movimiento difusivo en el estado fundido en la molécula de un solo nivel

Este manuscrito describe la preparación de microgeles magnéticos y termosensibles a través de una emulsión inducida por temperatura sin reacción química. Estos microgeles sensibles se sintetizaron mezclando nanopartículas de poli ( N- isopropilacrilamida) (PNIPAAm), polietilenimina (PEI) y Fe 3 O 4 -NH 2 para el uso potencial en liberación de fármaco activada magnéticamente y térmicamente.

Poliuretano Magnético y Térmico<emN</em&gt; -isopropilacrilamida) para liberación controlada magnéticamente

La migración celular colectiva en el desarrollo, la cicatrización de heridas y la metástasis del cáncer a menudo se guía por los gradientes de los factores de crecimiento o moléculas de señalización. Aquí se describe un sistema experimental que combina la microscopía de tracción con un sistema microfluídico y una demostración de cómo cuantificar la mecánica de la migración colectiva bajo gradiente bioquímico.

Microscopía de tracción integrada con microfluídicos para la migración colectiva quimiotáctica

Los nanogeles son una plataforma de nanopartículas excelente y versátil para la administración de productos biológicos. Los nanogeles poliméricos basados en poli(etilenglicol) que responden a los estímulos, capaces de encapsular cargas útiles basadas en proteínas, se sintetizaron utilizando una estrategia de conanopolimerización reticulada de un solo paso en condiciones acuosas. Aquí se presenta la fabricación y caracterización óptimas de estas nuevas nanopartículas.

Síntesis de nanogeles sensibles a estímulos mediante reticulación acuosa en un solo paso y co-nanopolimerización

Las varillas de microgel con grupos reactivos complementarios se producen a través de microfluídica con la capacidad de interconectarse en solución acuosa. Los microgeles anisómetros se atascan y se entrelazan en construcciones estables con poros más grandes en comparación con los sistemas de base esférica. Los microgeles modificados con GRGDS-PC forman construcciones 3D macroporosas que se pueden utilizar para el cultivo celular.

Andamios 3D macroporosos interconectados de varillas de microgel

Este protocolo describe un conjunto de métodos para sintetizar los bloques de construcción de microgel para andamios de partículas recocidas microporosas, que se pueden usar para una variedad de aplicaciones de medicina regenerativa.

Síntesis microfluídica de bloques de construcción de microgel para andamios de partículas recocidas microporosas

Aquí, presentamos dos protocolos para incrustar reacciones de síntesis de proteínas libres de células en matrices de hidrogel a macroescala sin la necesidad de una fase líquida externa.

Métodos para incorporar reacciones de síntesis de proteínas libres de células en hidrogeles a macroescala

Aprende a sintetizar microgeles de poli(N-isopropilacrilamida) mediante polimerización por precipitación sin agitación y caracteriza su dinámica de difusión mediante microscopía de fluorescencia de campo amplio.

Síntesis controlada y de seguimiento de la fluorescencia de muy uniforme de poli (

Explorar más videos