Synthèse de Cd sans InP / ZnS Quantum Dots Convient pour des applications biomédicales

L’objectif global de cette procédure est de synthétiser des points quantiques de sulfure de zinc au phosphure d’indium hautement fluorescents qui conviennent aux applications biomédicales. Cette méthode peut aider à clarifier des questions clés sur la synthèse de nanoparticules de points quantiques en démontrant des étapes spécifiques qui sont cruciales pour obtenir des points quantiques de haute qualité. Le principal avantage de cette technique est la production de points quantiques de haute qualité et solubles dans l’eau.

Viable pour les systèmes biologiques qui peuvent être synthétisés en moins d’une journée. Pour commencer la synthèse, installez un flacon à fond rond de 100 millilitres à trois cols avec un condenseur de 12 pouces. 0,398 gramme de chlorure d’indium, 30 millilitres d’oléylamine ou OLA et 0,245 gramme de chlorure de zinc.

Remuer tout en évacuant à température ambiante à l’aide d’un aspirateur pendant une heure. La solution doit apparaître incolore avec un précipité blanc. Utilisez un ballon chauffant avec un thermocouple et un contrôleur de température PID pour augmenter la température de la solution à 120 degrés Celsius.

L’utilisation d’un ballon chauffant et d’un PID augmente l’uniformité et la reproductibilité du produit de réaction. Évacuez la solution sous vide pendant 20 minutes pour éliminer les impuretés à bas point d’ébullition qui peuvent affecter la croissance du noyau. Sous gaz inerte, reflux la solution et augmente la température à 223 degrés Celsius pendant 15 minutes.

Le chlorure d’indium et le chlorure de zinc se dissolvent complètement, ce qui donne une solution jaune pâle. Laissez la température se stabiliser pendant 10 minutes. Ensuite, purgez une seringue en plastique jetable de trois millilitres et une aiguille de calibre 22 de 4 pouces avec de l’azote gazeux.

L’injection de TDMAP est une étape critique de cette procédure, car l’injection peut grandement affecter la dispersion des points quantiques de phosphure d’indium résultants. À l’aide de la seringue, administrez rapidement 0,5 millilitre de TDMAP à la solution de chlorure d’indium. La température de la solution diminue légèrement et revient à 220 degrés Celsius, tandis que la solution passe du jaune pâle transparent au noir opaque.

Après neuf minutes et demie, retirez le ballon de réaction du ballon chauffant jusqu’à ce que la température descende en dessous de 200 degrés Celsius. Pour protéger l’intégrité du phosphure d’indium, les noyaux passent directement au revêtement de sulfure de zinc. Placez le ballon de réaction contenant les points quantiques de phosphure d’indium sur un ballon chauffant et stabilisez la température à 200 degrés Celsius.

Ajoutez lentement 3,58 grammes de DDT à la solution pendant 15 secondes. Après avoir laissé la solution réagir pendant une heure, retirez le ballon de réaction du ballon chauffant et laissez la solution refroidir à environ 60 degrés Celsius. Une fois que la solution de sulfure de zinc et de phosphure d’indium atteint environ 60 degrés Celsius, ajoutez 10 millilitres d’hexanes.

Ensuite, transférez la solution entière d’environ 45 millilitres dans un tube à centrifuger en polypropylène de 50 millilitres. Centrifuger l’échantillon pour éliminer les précurseurs solides n’ayant pas réagi. Retirez délicatement le Supernatant et ajoutez 200 millilitres d’acétone.

Répartissez également la solution obtenue dans quatre tubes à centrifuger de 15 millilitres. Ensuite, centrifugez la solution pour précipiter les points quantiques de sulfure de zinc de phosphure d’indium. Décantez le surnageant et séchez soigneusement la pastille Quantum Dot avec de l’azote gazeux pour éliminer l’acétone.

Ensuite, nous suspendons les Quantum Dots dans 20 millilitres d’OLA à l’aide de la Sonication. Ensuite, transférez les Quantum Dots remis en suspension dans une fiole à trois cols à fond rond de 50 millilitres contenant 0,474 gramme de stéarate de zinc et remuez. Évacuez la solution sous vide pendant 20 minutes à température ambiante.

Sous l’azote gazeux, augmentez la température à 180 degrés Celsius et laissez la réaction se dérouler pendant trois heures. Une fois la réaction terminée, retirez le ballon du ballon chauffant et laissez la solution refroidir à environ 60 degrés Celsius. Une fois que la solution de sulfure de zinc et de phosphure d’indium atteint environ 60 degrés Celsius, ajoutez 20 millilitres d’hexanes.

Ensuite, transférez l’échantillon dans un tube à centrifuger en polypropylène de 50 millilitres avant de le centrifuger pour éliminer le stéarate de zinc n’ayant pas réagi. Après la centrifugation, ajoutez 200 millilitres d’acétone dans le surnageant et centrifugez en utilisant la même procédure que précédemment. Après avoir soigneusement séché la pastille avec de l’azote gazeux, pour éliminer l’acétone, dissolvez la pastille de sulfure de zinc et de phosphure d’indium dans 30 millilitres d’hexanes.

Vortex et sonicer brièvement la solution pour assurer une dispersion complète. L’élimination des ligands en excès est une étape critique de cette procédure. Le non-respect de cette consigne aura un impact négatif sur l’efficacité du transfert des points quantiques dans des solutions aqueuses à l’aide de PMAL-d. Répétez ces étapes de purification deux fois de plus pour assurer l’élimination complète des ligands organiques en excès.

Les interactions entre le polymère amphiphile et la boîte quantique peuvent être compromises en présence de ligands en excès. Après la purification, déterminez la taille et la concentration des points quantiques synthétisés de sulfure de zinc et de phosphure d’indium à l’aide de la spectroscopie UV-Visible. Diluez une partie des points quantiques de sulfure de zinc de phosphure d’indium synthétisés avec des hexanes pour obtenir un millilitre d’un micromolaire de points quantiques.

Dans un tube à centrifuger, transférez 0,25 millilitre de points quantiques de sulfure de zinc et de phosphure d’indium dans chaque tube. Ajoutez un millilitre d’acétone ou de menthol dans le tube de centrifugation et centrifugez. Retirez délicatement le surnageant et dissolvez chaque précipité dans un millilitre de tétrahydrofurane ou de THF.

Ensuite, transférez les points quantiques de sulfure de zinc et de phosphure d’indium dissous dans du THF dans une fiole à fond rond de 100 millilitres et diluez-les avec 16 millilitres de THF. Pour réduire le nombre d’agrégats en solution, sonicez les points quantiques pendant cinq à dix minutes. Ensuite, dissolvez 30 milligrammes de PMAL-d et 10 millilitres d’eau de qualité moléculaire.

L’eau à propos de la sonication ou en remuant doucement jusqu’à ce que la solution soit translucide est efficace pour dissoudre complètement le polymère. L’utilisation d’un vortex ou d’un brassage vigoureux peut produire de nombreuses bulles, ce qui entrave l’interaction du polymère avec le point quantique. Ensuite, ajoutez la solution polymère de 10 millilitres dans la fiole à fond rond de 100 millilitres contenant du phosphure d’indium, du sulfure de zinc, des points quantiques et du THF.

Évaporez le THF de la solution de polymère Quantum Dot à l’aide d’un évaporateur rotatif avec le ballon dans un bain de glace pour faciliter l’interaction entre le polymère et Quantum Dot. Une fois que la solution s’est évaporée à 10 millilitres, retirez le ballon de l’évaporateur rotatif et ajoutez 30 millilitres d’eau de qualité moléculaire. Remettez le ballon dans l’évaporateur rotatif et continuez à évaporer jusqu’à deux millilitres.

Cette dernière étape d’évaporation peut prendre plusieurs heures. Assurez-vous que le bain de glace est maintenu. À l’aide d’une pipette, retirez le phosphure d’indium soluble dans l’eau et le sulfure de zinc, du flacon à fond rond.

Filtrez la solution Quantum Dot dans un tube à centrifuger de cinq millilitres à l’aide d’une seringue en plastique de trois millilitres fixée à un filtre à seringue en nylon de 0,1 micron. Placez les points quantiques dans une unité de dialyse à membrane de coupure de 20 millième de poids moléculaire et dialysez avec un tampon de borate molaire 05, PH 8,5, pour éliminer l’excès de polymère. À l’aide d’un concentrateur sous vide, concentrez les points quantiques et le tampon de borate à un millilitre.

Pour le stockage, perchez la solution avec de l’azote gazeux avant de sceller avec du Parafilm. Les points quantiques de sulfure de zinc de phosphure d’indium solubles dans l’eau sont stables pendant au moins quatre mois à quatre degrés Celsius dans l’obscurité. On voit ici l’absorbance et les spectres d’admission de fluorescence corrigés du phosphure d’indium, du sulfure de zinc, des points quantiques et des hexanes excités à 533 nanomètres, montrant une absorbance maximale à 600 nanomètres et une pleine largeur à la moitié du maximum de 73 nanomètres.

Ici, une image MET, ou microscopie électronique en transmission, des points quantiques de sulfure de zinc et de phosphure d’indium dissous dans l’eau est présentée. Un histogramme de distribution granulométrique du MET donne un diamètre moyen de 2,74 plus ou moins 0,72 nanomètre. L’analyse ponctuelle fluorescente unique détaille la présence d’états d’activation et de désactivation distincts à travers un profil clignotant de points quantiques de sulfure de zinc et de phosphure d’indium dans l’eau.

Cet histogramme présente la distribution bimodale de l’intensité des pixels à partir d’un profil de clignotement de points quantiques. Ici, un graphique représente la viabilité des cellules N2a après incubation avec du phosphure d’indium, du sulfure de zinc, des points quantiques pendant 24 ou 48 heures. Avec un nanomolaire à 25 nanomolaires Quantum Dots.

Une toxicité négligeable est observée en dessous de cinq nanomolaires. Une fois maîtrisées, ces techniques peuvent être complétées en 12 heures si elles sont exécutées correctement. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon de synthétiser des points quantiques hautement fluorescents pour une utilisation dans des applications biomédicales.

Notez que l’allylamine est un composé organique dangereux et corrosif. Des précautions telles que le port de lunettes, de gants et d’une blouse de laboratoire doivent toujours être prises lors de l’exécution de cette procédure.