Une méthode 'Plug and Play' pour créer Nanoassemblies dispersibles dans l'eau contenant un polymère amphiphile, colorants organiques et Upconverting nanoparticules

L’objectif global de ce protocole est de démontrer comment les nanoparticules sont synthétisées et comment elles peuvent être encapsulées avec des molécules de colorant organique pour préparer des nano-assemblages dispersables dans l’eau. Cette méthode peut répondre à des questions dans les domaines de la nanotechnologie et de la photochimie, telles que la façon de transférer des nanoparticules de solvants organiques vers des environnements aqueux, et comment maintenir leur photoréactivité dans l’eau. Le principal avantage de notre méthode unique de bûche et de jeu est sa simplicité et sa polyvalence.

Le procédé d’encapsulation peut être appliqué à une gamme de nanoparticules et de combinaisons de dispositifs organiques. La combinaison de nanoparticules à conversion ascendante et de molécules photoactives permettra d’accéder à une plus large gamme de médicaments nécessitant une activation par la lumière UV. De plus, cette méthode peut fournir un aperçu du transfert d’énergie entre les nanoparticules luminescentes et les molécules de colorant organique.

Généralement, l’encapsulation de nanoparticules nécessite un soin extrême, notamment en ce qui concerne l’étape de transfert de phase. Par exemple, les erreurs dans la séquence d’addition ou les rapports de réactifs pourraient facilement conduire à l’agrégation de particules. La démonstration visuelle de cette méthode est essentielle car la technique d’encapsulation comporte plusieurs étapes difficiles.

Par conséquent, il nécessite un timing, une quantité de matériaux et des températures précis. Placez d’abord un ballon chauffant de 250 millilitres sur une plaque d’agitation ordinaire et branchez le manteau sur un thermocouple. Placez une fiole à fond rond de 250 millilitres équipée d’une barre d’agitation magnétique sur le ballon chauffant.

Avec un serrage approprié, fixez un adaptateur d’air au col gauche de la fiole à fond rond et connectez cet adaptateur d’air à une ligne Schleck avec un tube en plastique. Ensuite, fixez un adaptateur en verre sur le col droit de la fiole à fond rond et fixez un adaptateur de thermomètre sur l’adaptateur en verre. Insérez une sonde de température dans le ballon à travers l’adaptateur de thermomètre et branchez-la sur le thermocouple.

Fixez une tête de distillation au milieu, au col du ballon à fond rond et placez un bouchon sur le dessus de la tête de distillation. Connectez la tête à un condenseur, suivi d’un adaptateur de distillation sous vide et d’une fiole à fond rond de 50 millilitres. Connectez ensuite l’adaptateur de distillation sous vide à un barboteur à travers un tube en plastique.

Ensuite, un point 17 grammes d’acétate d’oreillette, 0,439 gramme d’acétate d’oreillette et 0,0727 gramme d’acétate d’erbium dans la fiole ronde de 250 millilitres de fond, ajoutez 30 millilitres d’acide oléique et 75 millilitres d’essène dans la fiole. À l’aide d’un cylindre gradué, raccorder le ballon à la conduite de sch lank à double collecteur et tourner la vanne correspondante pour maintenir le ballon connecté à la conduite d’azote. Allumez le thermocouple et réglez la température à 80 degrés Celsius.

Chauffer progressivement le système à cette température en réglant le thermocouple sur le réglage de 50 à 500 millilitres. Une fois tous les matériaux de départ dissous, retirez le ballon chauffant et laissez la réaction refroidir à 30 degrés Celsius. Lorsque la température atteint 30 degrés Celsius, retirez la tête de distillation, basculez l’adaptateur d’air du col gauche au col central et fermez le col gauche avec un bouchon.

Ensuite, introduisait lentement le vide dans le ballon de réaction en tournant la vanne sur la ligne de conduite de l’azote à la conduite de vide. Lorsque la solution cesse de bouillonner, augmentez la température à 115 degrés Celsius à une vitesse de cinq degrés Celsius par minute. Après 15 minutes à 115 degrés Celsius, retirez le ballon chauffant et refroidissez la réaction à 50 degrés Celsius.

Ensuite, revenez rapidement à la configuration d’origine en rattachant la tête de distillation au col central et l’adaptateur d’air au col gauche. Pendant le processus de refroidissement, ajoutez 74 grammes d’hydroxyde de sodium, 0,5 gramme de fluorure d’ammonium dans une bouteille en plastique avec un bouchon, et dissolvez les réactifs dans 50 millilitres de méthanol par sonication après sonication. Versez la solution dans la fiole à fond rond de 250 millilitres et rincez les parois de la fiole avec cinq millilitres de méthanol.

Après avoir laissé la solution remuer à 50 degrés pendant 30 minutes, augmentez la température à 75 degrés Celsius pour distiller le méthanol pendant la distillation, videz le ballon de collecte si nécessaire. Une fois la distillation terminée, chauffez la réaction à 300 degrés Celsius sous protection azotée aussi rapidement que possible. Une fois que la température atteint 300 degrés Celsius, maintenez cette température pendant une heure.

Si nécessaire, couvrez l’installation avec du papier d’aluminium pour aider à maintenir la température. Retirez ensuite la source de chaleur, en laissant la réaction refroidir à température ambiante. Après refroidissement à température ambiante, divisez la solution uniformément en trois tubes de centrifugation en plastique de 50 millilitres et remplissez chaque tube à l’échelle de 50 millilitres à l’aide d’une centrifugeuse à l’éthanol anhydre, tous les tubes à 3, 400 fois G pendant 15 minutes.

Après avoir jeté le supra natant, redispersez les pastilles de nanoparticules ou UCNP dans 7,5 millilitres d’hexanes et remplissez chaque tube d’éthanol à l’échelle de 50 millilitres. Après une centrifugation à 3, 400 fois G pendant 15 minutes, jeter le collet et redisperser le liquide solide dans 30 millilitres de chloroforme dans le tube. Transférez ensuite la solution dans un flacon de sation en verre pour une utilisation ultérieure.

À ce stade, 25 milligrammes de polystyrène, d’Ultima et d’hydrure ou PSMA dans trois millilitres de chloroforme. Dans un flacon à scintillation équipé d’un agitateur magnétique, ajoutez ensuite 250 microlitres de la solution mère de chloroforme UCNP dans le flacon. Remuez la solution à température ambiante pendant deux heures.

Ensuite, dissolvez 160 milligrammes de polyétheramine 2070. Dans un millilitre de chloroforme, ajouter la solution dans le flacon à scintillation en une portion à l’aide d’une pipette. Après avoir agité la solution pendant une nuit à température ambiante, versez la quantité appropriée de molécules de colorant organique dans le flacon à scintillation en une portion.

Remuez ensuite la solution obtenue pendant une heure. Ensuite, retirez le chloroforme à pression réduite à l’aide d’un évaporateur rotatif. Une fois terminé, ajoutez trois millilitres d’une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium de 0,001 molaire dans le flacon à scintillation et sonicez le flacon jusqu’à ce qu’une suspension laiteuse se forme.

Après avoir remis le flacon sur l’évaporateur rotatif, retirez soigneusement le chloroforme restant jusqu’à ce que la suspension soit transformée en une solution claire. Ensuite, transférez la solution du flacon à scintillation dans deux tubes de centrifugation coniques de 1,5 millilitre, centrifugez les solutions à 20, 600 fois G pendant 25 minutes. Après avoir jeté le surnageant, ajoutez 1,5 millilitre d’eau déminéralisée dans chaque tube et sonicez les tubes pour redisperser les pastilles dans l’eau après la centrifugation dans les mêmes conditions que précédemment.

Jetez le surnageant et ajoutez 1,5 millilitre d’eau déminéralisée dans chaque tube. Une fois que les pastilles ont été redispersées dans l’eau par tamisage, filtrez chaque échantillon de dispersion aqueuse de nanoparticules à travers un filtre à seringue de 0,2 micron afin d’obtenir les échantillons finaux pour des tests ultérieurs. Lors de l’irradiation avec un laser proche infrarouge de 980 nanomètres, une émission verte est produite à partir de l’échantillon TPP UCNP, qui est attribué à l’émission de l’oreillette de sodium dopée à l’erbium.

Nanoparticules de fluorure lors de l’irradiation de l’échantillon mixte D-A-E-U-N-C-P avec de la lumière UV, l’isomère ouvert de l’anneau incolore est converti en anneau coloré. L’isomère fermé et l’exposition à la lumière visible déclenchent le processus inverse. Comme c’est typique pour Diara Athene, aucun des isomères ouverts dans l’anneau n’absorbe dans la région visible du spectre électromagnétique.

L’irradiation des isomères ouverts du cycle avec une lumière de 365 nanomètres produit leurs homologues fermés du cycle. Un photochromage sélectif a été observé parce que les deux chromophores encapsulés dans la coquille polymère de D-A-E-U-C-N-P ont des bandes d’absorption bien séparées, ce qui soutient la conclusion que la coquille polymère amphiphile aide à conserver l’efficacité des photoréactions dans l’eau. Étant donné que les bandes d’émission des CMP U chevauchent les bandes d’absorption des isomères fermés du cycle, l’extinction de l’émission des CMP U est obtenue par un processus de transfert d’énergie.

Lorsque l’échantillon est irradié avec une lumière visible d’une longueur d’onde supérieure à 650 nanomètres, seul l’anneau se ferme, les isomères retournent dans l’anneau, ouvrent l’isomère et l’émission rouge est régénérée. Bien que l’émission verte soit encore éteinte dans une certaine mesure, une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en 48 heures si elle est correctement exécutée. Lors de cette procédure, il est important de ne pas oublier de nettoyer soigneusement toute la verrerie pour assurer une synthèse réussie des nanoparticules après son développement.

Cette technique a ouvert la voie aux chercheurs dans le domaine de la bioimagerie. Cela leur a permis de créer et d’explorer comment les nanoparticules de conversion ascendante à fluorescence accordable peuvent être utilisées pour améliorer la qualité de l’image. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon de synthétiser ces nanoparticules à conversion ascendante et de faire des nano-assemblages contenant ces particules et molécules de colorant organique.

N’oubliez pas que travailler avec des lanthanides, des solvants organiques, des espaces aqueux et des températures élevées peut être extrêmement dangereux. Des précautions, telles que le port d’un équipement de protection individuelle, doivent toujours être prises lors de l’exécution de cette procédure.