Synthèse des polymères cycliques et caractérisation de leur mouvement Diffusive dans l'État Melt à la molécule unique Level

Summary

Un protocole pour la synthèse et la caractérisation du mouvement diffusif de polymères cycliques au niveau molécule unique est présenté.

Abstract

Nous démontrons une méthode de synthèse de polymères cycliques et un protocole pour caractériser leur mouvement diffusif à l’état fondu au niveau de la molécule unique. Un procédé d’auto-assemblage électrostatique et de fixation covalente (ESA-CF) est utilisé pour la synthèse du poly(tétrahydrofurane) cyclique (poly(THF)). Le mouvement diffusif des chaînes cycliques individuelles de polymères à l’état fondu est visualisé à l’aide de l’imagerie par fluorescence d’une molécule unique en incorporant une unité fluorophore dans les chaînes cycliques. Le mouvement diffusif des chaînes est caractérisé quantitativement au moyen d’une combinaison d’une analyse de déplacement quadratique moyen (MSD) et d’une analyse de fonction de distribution cumulative (CDF). Le polymère cyclique présente une diffusion multimode distincte de son homologue linéaire. Les résultats démontrent que l’hétérogénéité diffusionnelle des polymères qui est souvent cachée derrière la moyenne d’ensemble peut être révélée par la synthèse efficace des polymères cycliques à l’aide du procédé ESA-CF et l’analyse quantitative du mouvement diffusif au niveau de la molécule unique à l’aide des analyses MSD et CDF.

Introduction

Les polymères cycliques sont uniques en ce sens qu’ils n’ont pas d’extrémités de chaîne. Ils présentent souvent des comportements inhabituels qui sont distincts de leur homologue linéaire, notamment une stabilité thermique accrue des micelles de polymère par une conversion linéaire à ^cyclique,1,2 et une organisation spatiale de l’ADN dans les cellules bactériennes par une formation en boucle. ³ Les interactions topologiques entre les chaînes cycliques sont considérées comme le facteur critique de ces comportements inhabituels. ^4,5 Par conséquent, la caractérisation du mouvement et de la relaxation des polymères cycliques dans des condi....

Protocol

1. Synthèse des mono- et bifonctionnels Poly (THF)

1. Poly monofonctionnel (THF)
   1. Flamme sécher un ballon à fond rond à 2 cols de 100 ml. Aspirer et remplir le flacon avec de l'azote (3 cycles).
   2. Ajouter du tétrahydrofuranne distillé (THF) (50 ml) dans le ballon. Placer le ballon dans un bain d'eau à 20 ° C et à équilibrer la température.
   3. Ajouter le triflate de méthyle (0,5 mmol) dans le flacon par une seringue. Agiter le mélange pendant 5-10 min à 20 ° C.
   4. Ajouter N -phényl pyrrolidine (4-6 équiv.) Dans le flacon par une seringue. Agiter le mélange pendant 30-60 min.
   5. Complètement élimine....

Results

Le pérylène diimide-incorporé étoiles 4-armé et poly bicyclique en forme de 8 (THF) s ont été synthétisés en utilisant l'auto-assemblage électrostatique et fixation covalente (ESA-CF) processus (Figure 1, Figure 2). Une seule molécule des images de fluorescence Time-lapse ont été mesurées pour le 4-armé (Figure 3a) et en forme de 8 (Figure 3b) des polymères. Les images de fluorescence temps-lapse (Figure 3)

Discussion

Les polymères armés 4 et 8 en forme ont été préparés par le protocole ESA-CF (figure 1), ce qui constitue une étape critique pour la synthèse. ^12,24 monofonctionnel et bifonctionnel poly linéaire (THF) s avec des groupes N - terminaux sont -phenylpiperidinium synthétisé selon la procédure précédente. ¹¹ l'échange d'ions a été effectuée par reprécipitation d'une solution d'acétone d'un précurseur de polymère avec des contre - anions triflates dans une so.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Materials
THF	Godo
Wakosil C-300	Wako Pure Chemical Industries
Acétone	Godo
Toluene	Godo
n-Hexane	Godo
CHCl3	Kanto Chemical
Bio-Beads S-X1	Bio-Rad
Methyl triflate	Nacalai Tesque
Triflic anhydride	Nacalai Tesque
Potassium Hydroxide	Wako Pure Chemical Industries
Ethanol	Wako Pure Chemical Industries
Poly( tétrahydrofurane)	Aldrich
Chloroform	Wako Pure Chemical Industries
Huile d’immersion	Cargille	Type 37 / Type A
Équipement
2-Col 100 ml
Bécher
Entonnoir
Papier filtre	Whatman
Condenseur
Seringue
Bain-marie
Agitateur
Évaporateur
Microscope lamelles de recouvrement (24 x 24 mm, n° 1)	Matsunami Glass	CO22241
Pot de coloration	AS ONE Corporation	1-7934-01
Nettoyeur à ultrasons	VWR International  ;	142-0047
Microscope inversé	Olympus	IX71
Laser ionique Ar-Kr	Cohérent Innova	70C
Compensateur Berek	Newport	5540
Filtre d’excitation	Semrock	LL01-488-12.5
Miroir dichlorique	Omega optique	500DRLP
Filtre d’émission	Semrock	BLP01-488R-25
Objectif et miroir	Caméra EM-CCD Thorlabs
	Andor Technology	iXon
Objectif (100X, N.A. = 1.3)	Olympus	UPLFLN 100XOP
Chauffage d’objectif	Bioptechs
Preparative GPC	Japon Industrie analytique	LC-908