מאמר שיטה

סינתזה של פולי ( N -isopropylacrylamide) יאנוס Microhydrogels בשל חוסר תגובה Thermo אניזוטרופי ו Organophilic / טוען הידרופיליות יכולת

DOI:

10.3791/52813

⸱

27 בפברואר 2016

 ,  ,  , 
1Department of Mechanical Engineering, Pohang University of Science and Technology (POSTECH), 2School of Interdisciplinary Bioscience and Bioengineering (I-Bio), Pohang University of Science and Technology (POSTECH)

במאמר זה

סיכום

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אנו מציגים פרוטוקול לסינתזה של מיקרו-הידרוג'לים של Janus המורכבים כולו מאותו חומר בסיס, poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm), עם בסיס מבנה ממודר בבירור על הפרדת הפאזה של תמיסת מונומר NIPAAm סופר-רוויה. המיקרו-הידרוג'לים המסונתזים של Janus מראים תכונות ייחודיות כגון היענות תרמו-אניזוטרופית ויכולת העמסה אורגנופילית/הידרופילית.

תקציר

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מיקרו-חלקיקי יאנוס הם חלקיקים ממודרים עם מבנים מולקולריים ו/או פונקציונליות שונים בכל אחד משני הצדדים שלהם. בשל תכונה ייחודית זו, מיקרו-חלקיקי יאנוס הוכרו כסוג חדש של חומרים, ובכך משכו תשומת לב רבה מתחומי מחקר שונים. הרבגוניות של מיקרו-חלקיקים אלה הודגמה באמצעות השימושים שלהם כאבני בניין להרכבה עצמית, מפעילים מגיבים חשמלית, מתחלבים לצביעה וקוסמטיקה ונשאים להעברת תרופות. מחקר זה מציג פרוטוקול מפורט המתאר במפורש שיטה סינתטית לתכנון מיקרו-הידרוג'לים חדשים של Janus המורכבים מחומר בסיס יחיד, poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm). מיקרו-טיפות של ג'אנוס נוצרות תחילה באמצעות מכשיר מיקרופלואידי ממוקד הידרודינמי (HFMD) המבוסס על הפרדה של תמיסת מונומר מימית NIPAAm רוויה במיוחד ולאחר מכן מפולימר באמצעות חשיפה לקרינת UV. נמצא כי המיקרו-הידרוג'לים של Janus שהתקבלו מורכבים לחלוטין מאותו חומר בסיס, הציגו מורפולוגיה ממודרת הניתנת לזיהוי בקלות, והפגינו תגובתיות תרמו-אניזוטרופית ויכולת העמסה אורגנופילית/הידרופילית. אנו מאמינים כי השיטה המוצעת מציגה פלטפורמת הידרוג'ל חדשה עם פוטנציאל לסינתזה מתקדמת של מיקרו-הידרוג'לים רב-תפקודיים של Janus.

מבוא

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הידרוג'לים הם רשת של שרשראות פולימר הידרופיליות. 1 כמות הולכת וגדלה של מחקר בתחום ההידרוג'לים קידמה התקדמות משמעותית וחשפה את הדמיון שלהם לרקמות ביולוגיות; תכונותיהם של הידרוג'לים מאפשרות ספיגת כמויות גדולות של מים תוך שמירה על מבנהם. הידרוג'לים מגיבים לסביבה נחקרו גם הם בהרחבה בגלל יכולתם להתנפח או להתכווץ באופן הפיך בתגובה לגירויים חיצוניים. 2 מספר טריגרים, כולל טמפרטורה,3-5 pH,6,7 אור,8,9 שדות חשמליים,10,11 ומולקולות ספציפיות, כגון גלוקוז,12,13 הוצעו כדי לשלוט בצורה הגיאומטרית של הידרוג'לים. בין ההידרוג'לים הרבים המגיבים לסביבה הזמינים כיום, פולי (N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm), הידרוג'ל ידוע המגיב לתרמו, מציג התכווצות נפח מעל טמפרטורת תמיסה קריטית נמוכה (LCST) של 32 מעלות צלזיוס.14 מחקר שנערך לאחרונה על ידי Sasaki et al. 15 דיווחו על הפרדת פאזה נוזלית-נוזלית מסקרנת של NIPAAm רווי במיוחד, שהוא המונומר של PNIPAAm. על פי דו"ח זה, NIPAAm רווי יתר על הרוח הומס עם עודף מולארי פי 10 של H2O, וזמן קצר לאחר מכן, התמיסה הופרדה לשני שלבים נוזליים כאשר מאפשרים לעמוד בטמפרטורה מעל 25 מעלות צלזיוס; לעומת זאת, NIPAAm מדולל הומס בצורה הומוגנית באותם תנאים.

מיקרו-חלקיקים העשויים מהידרוג'לים מגיבים לסביבה הם מועמדים מרתקים ליישום במתן תרופות,16,17 קטליזה,18 חישה,19,20 ופוטוניקה. 21 שיטות סינתטיות מסורתיות, כולל פילמור אמולסיה, משמשות לייצור מיקרו-חלקיקי הידרוג'ל עם פיזור רב-תכליתי. 22,23 עם זאת, יישומים מסוימים דורשים מיקרו-חלקיקים עם התפלגות בגודל צר, למשל, כדי לייצב את הפרמקוקינטיקה של אספקת תרופות. 24 מיקרו-חלקיקים תסחיפים בעלי צורה לא סדירה או פוליפיזור מצטברים באופן קרוב לאשכולים, מה שמוביל לתגובות דלקתיות כרוניות בחלקיקים תסחיפים לטיפול בסרטן. 25,26

הגישה המיקרופלואידית נמצאת בחזית המחקר כאמצעי לייצור חלקיקים בגודל מיקרו עם התפלגות גודל צרה וצורות מורכבות. 27-31 היתרונות של ייצור מיקרו-חלקיקים במכשיר המיקרופלואידי נובעים מהאורך האופייני הקטן של המכשיר המיקרופלואידי, מה שמביא למספר ריינולדס נמוך. בניגוד לאמולסיה בתפזורת מסורתית שבה נוצרות טיפות במקביל, מיקרו-טיפות המיוצרות במכשירים מיקרופלואידיים נוצרות בסדרה ולאחר מכן מפולימרים למיקרו-חלקיקים בחשיפה לקרינת UV. העיקרון הבסיסי של היווצרות טיפות באמצעות מכשיר מיקרופלואידי הוא איזון בין מתח הפנים לכוח הגזירה של נוזל הנדן הפועל על נוזל הליבה.

למרות היתרונות הברורים של ייצור מיקרופלואידית של טיפות/חלקיקים, טיפות/חלקיקי יאנוס המורכבים מאותו חומר בסיס מדווחים לעתים רחוקות מכיוון שהמורפולוגיה הפנימית של טיפות/חלקיקים אלה מופרעת בדרך כלל על ידי דיפוזיה והפרעה של נוזלי הליבה. כדי לעקוף מגבלה מהותית זו, שתי קבוצות דיווחו לאחרונה על הכנת מיקרו-חלקיקי ג'אנוס על ידי שימוש בהפרדת פאזה המושרה על ידי חום של ננו-חלקיקים קולואידים והפרדת פאזה מכוונת UV. 32,33

לשם כך, אנו מדווחים על גישה מיקרופלואידית לסינתזה של מיקרו-הידרוג'לים של Janus המורכבים לחלוטין מחומר בסיס יחיד ומקבלים מוצר עם מורפולוגיה ממודרת בבירור. הגישה שלנו מבוססת על הרעיון הראשוני של הפרדת פאזה נוזלית-נוזלית של מונומר NIPAAm סופר-רווי. המיקרו-הידרוג'לים של Janus שהתקבלו נמצאו כבעלי תכונות ייחודיות כולל היענות תרמו-אניזוטרופית ויכולת העמסה אורגנופילית/הידרופילית.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ייצור 1. של עובש אב המכשיר microfluidic התמקדות הידרודינמית (HFMD) באמצעות ליתוגרפיה

  1. עיצוב photomask עבור HFMD (איור 1 א) באמצעות תוכנת מחשב בסיוע עיצוב (CAD) על פי פרוטוקול של היצרן.
  2. לשטוף פרוסות סיליקון 4 'עם אצטון, אלכוהול איזופרופיל (IPA), ו ללא יונים (DI) במים כדי להסיר אבק אורגניים ואי-אורגניים מן רקיק.
  3. נקו את פרוסות סיליקון עם פלזמה O 2 ב 100 וואט במשך 5 דקות כדי להגביר את כוח מליטה בין רקיק SU-8.
  4. ספין-מעיל 4 מ"ל של photoresist שלילית, SU-8 2150, על גבי פרוסות סיליקון בסל"ד 3000 למשך 30 שניות כדי להשיג עובי של 150 מיקרומטר (ב 1 באיור 1b).
  5. מניח את הפרוסות מצופות SU-8 על פלטה חמה למשך 5 דקות ב 65 מעלות צלזיוס, להגדיר את הטמפרטורה עד 95 מעלות צלזיוס, ולאחר מכן לעזוב את הרקיק על הפלטה החמה למשך 30 דקות כדי לאפות רך.
  6. מניחים אתתוכנן photomask על פרוסות סיליקון ולחשוף לאור UV (260 mJ -2 ס"מ, 26 שניות -2 10 mW ס"מ) aligner המסכה (B2 באיור 1b).
  7. בצע שלאחר חשיפה לאפות על פלטה חמה (65 מעלות צלזיוס למשך 5 דקות ולאחר מכן 95 מעלות צלזיוס במשך 12 דקות).
  8. פיתוח הרקיק ידי טבילה באמבט מפתח SU-8 למשך 10 דקות, ולאחר מכן להעביר אותו לתוך מפתח טרי במשך 5 שניות כדי לקבל משטח נקי.
  9. שוטפים את פרוסות סיליקון עבור 20 שניות עם מים די ולייבשו במשך 10 שניות עם גז N 2 (ב 3 באיור 1b). השתמש רקיק מפוברק כמו עובש אב polydimethylsiloxane (PDMS) הליהוק בסעיף 2.

ייצור 2. HFMD דרך יציקת PDMS

  1. השתמש רקיק בדוגמת המתקבל בסעיף 1 כמו עובש אמן ליציקת PDMS.
  2. מערבבים את מראש פולימר PDMS ואת סוכן ריפוי הומוגנית לפי יחס משקל של 10: 1; למשל, להשתמש 1 גרם של סוכן ריפוי עבור 10 גרם של-polym מראש PDMSאה.
  3. יוצקים את PDMS מראש פולימר לתוך התבנית מאסטר ודגה זה עבור שעה 1 בתא ואקום (B4 באיור 1b).
  4. מניחים את התבנית הורים עם הקדם-פולימר PDMS לתוך בתנור על 65 מעלות צלזיוס במשך 3 שעות.
  5. חותכים את PDMS נרפא לתוך בגודל של שבב יחיד באמצעות אזמל חד. בזהירות לקלף את העתק PDMS נרפא מהתבנית המאסטר ביד.
  6. חזור על שלבי 2.2 עד 2.5 עד לקבל העתק PDMS זהה.
  7. פונץ כניסה ויציאה חורה לאחת ההעתקים באמצעות-אגרופן חור בקוטר מעט קטן יותר מאשר הקוטר החיצוני של צינורות חיבור.
  8. החל טיפול פלזמה אוויר לאזור מליטה של כל העתק באמצעות treater קורונה. 34
    זהירות: השתמש treater קורונה באזור עם אוורור טוב כדי למנוע הצטברות אוזון.
  9. ירידה של 5 μl של מתנול על אזורי הפלזמה שטופלה האוויר. דק ליישר שני העתקים PDMS זהה לפברק את HFMD ביד manipu אוכלוסייה, ולבדוק יישור באמצעות מיקרוסקופ (B5 באיור 1b).
    הערה: העתקי PDMS הפלזמה שטופלה האוויר הם די דביקים וקשים לתמרן. לפיכך, 5 μl של מתנול מתווסף אל פני שטח הפלזמה שטופלה האוויר לתפקד כחומר סיכה.
  10. מניחים את HFMD בתנור שחומם ל -65 מעלות למשך הלילה C כדי לחזק את הקשר בין שני העתקים PDMS (B6 באיור 1b). בונד שני העתקי PDMS זהים להגדיל את הגובה של microchannel של HFMD ולהימנע סתימת microdroplets בערוץ microfluidic במהלך מבצע.

figure-protocol-1
איור 1: סקירה כללית של הליך ייצור HFMD (א) פרמטרים עיצוב של photomask עבור HFMD.. (ב) איור של הליך הייצור עבור HFMD."Target =" ftp_upload / 52,813 / 52813fig1large.jpg _ blank "> לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

3. הכנת NIPAAm העשירית (N-עשיר) ו NIPAAm-עלוב (N-עניים) שלבים על ידי הפרדת פאזות של רווית NIPAAm

  1. ממיסים מונומר NIPAAm במים DI ב יחס aw / w של 1: 1 בעזרת מערבל מערבולת; למשל, לפזר 10 גרם של NIPAAm ב 10 מ"ל מים DI (התמונה הראשונה של איור 2 א).
    הערה: לאחר מונומר NIPAAm נמס לגמרי בטמפרטורת חדר, הפתרון נראה עכורה (תמונה שנייה של איור 2 א). תופעה זו היא הסימן הראשון כי הפרדת פאזות מושרה המסיסה של מונומר NIPAAm הרוויה התרחשה בהצלחה.
  2. אפשר פתרון מונומר לנוח במצב אנכי בטמפרטורת החדר למשך 15 דקות לפחות. השלב העליון הוא השלב N-העשיר, ואת השלב התחתון הצפוף הוא השלב N-העלוב (תמונה שלישית של איור 2 א). הצפיפויות של הדואר N-עשירים N-עניים שלבים הם 0.93 ± 0.01 ו 0.99 ± 0.01 גרם ס"מ -3, בהתאמה. 15
  3. כאשר ממשק הפרדת שני השלבים מתבהר, לחלץ בזהירות 2 מיליליטר של תמיסת מונומר משלבי N-העשירים N-עניים מבלי להפריע ממשק זה באמצעות פיפטה.
  4. הוסף 4 מ"ג של N, -methylenebisacrylamide 'N (MBAAm) בתור crosslinker ו -4 מ"ג של 4- (2-hydroxyethoxy) phenyl- (2-הידרוקסי-2-propyl) קטון בתור photoinitiator אל N-עשיר חילוץ N -poor פתרונות מונומר להכין נוזלים הליבה 1 ו -2 לצורך ריכוז crosslinker נמוך (2 מ"ג מ"ל -1) מדגם (B1 ו- B2 באיור 2b).
  5. חזור על הצעד קודם 3.3 ולהוסיף 80 מ"ג של MBAAm ו -4 מ"ג של 4- (2-hydroxyethoxy) phenyl- (2-הידרוקסי-2-propyl) קיטון לתוך כל אחד פתרון מונומר חילוץ N-עשיר N-העני להכין נוזלי ליבה 1 ו -2 עבור ריכוז גבוה crosslinker (40 מ"ג מ"ל -1) מדגם (B3 ו- B4 באיוריור 2b).
  6. ממיסים 10% WT של פעילי שטח שמן לתוך שמן מינרלי להכין את נוזל נדן (B5 ב איור 2b).

figure-protocol-2
איור 2:. הכנת חומר עבור יאנוס Microhydrogel סינתזה (א) הכנת N-עשירים N-עניים פתרונות מונומר באמצעות הפרדת פאזות של NIPAAm רוויה. (ב) פירוט החומרים ההתקנה הניסוי נעשה שימוש בפרוטוקול. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

סינתזה 4. של יאנוס Microhydrogels שימוש HFMD

  1. טען 2 מ"ל של נוזלים הליבה 1 ו -2 (B1, B2 או B3, B4 בתרשים 2b) ואת נוזל נדן (B5 באיור 2b) לשלוש 3 מ"ל מזרקים נפרד.
    2. הר מזרקים לתוך משאבות מזרק ולהתחבר מזרק אחד אל כניסת הנוזל המתאים של HFMD באמצעות צינורות (איור (ב). השתמש צינורות לחיבור לשקע נוזל של HFMD למאגר אוסף.
  2. הגדר את משאבות מזרק להשרות נוזלי ליבת 1 ו -2 ו נוזל נדן ברמות ספיקה של 2, 2, ו -10 μl דקות -1, בהתאמה.
  3. Tune (אופציונלי) את קצב הזרימה של נוזלים הליבה 1 ו -2 כדי לכוונן את יחסי הנפח היחסי של כל צד של microdroplet יאנוס.
  4. מקם את מקור אור UV בניצב על 1 סנטימטר מן המאגר האוסף. הפעילו את מקור האור האולטרה סגול ויזואלית לפקח על ייצור רציף של microhydrogels יאנוס.
    אזהרה: השימוש UV מגן-משקפים כאשר ניטור ייצור microhydrogel.
  5. אסוף את microhydrogels תאנוס מפוברק לתוך צינור חרוטים ולשטוף אותם באמצעות IPA. לאחר מכן, צנטריפוגות צינור חרוטי (780 גרם במשך 5 דק ') כדי ליישב אתmicrohydrogels.
  6. חזור על שלב 4.6 כמה פעמים כדי להסיר את שמן מינרלי סביב יאנוס microhydrogels לחלוטין.
  7. חזור על שלב מים DI 4.6 אך השימוש עם פעילי שטח המים של 0.005% (v / v) במקום IPA להסיר את IPA שאריות ברחבי microhydrogels יאנוס.
  8. אחסן לחלוטין שטף יאנוס microhydrogels בתוך מים די 10 מ"ל בקבוקון המכיל.

ניתוח 5.-היענות Thermo אניזוטרופי של יאנוס Microhydrogels

  1. השתמש פיפטה למקם יאנוס microhydrogels מסונתז מסעיף 4 לתוך צלחת 24 גם. אפשר microhydrogels להסתפק 15 שניות עד בשכבה נוצר על פני השטח התחתון של הבאר.
  2. להשיג תמונה של microhydrogel יאנוס ב 24 ° C באמצעות מיקרוסקופ אופטי זקוף עם עדשה אובייקטיבית 5X.
  3. הגדר מודול ותרמית תחת הצלחת היטב ולשלוט מתח של מודול זה כדי להגדיל את הטמפרטורה של תמיסה המכילה מיקרו יאנוסהידרוג ל -32 מעלות צלזיוס.
  4. להשיג תמונה של microhydrogel יאנוס על 32 מעלות צלזיוס פעם נוספת באמצעות מיקרוסקופ אופטי זקוף עם עדשה אובייקטיבית 5X.
  5. חזור על שלבי 5.2-5.4 24 פעמים, מקפידים לבחור microhydrogel תאנוס שונה לניתוח סטטיסטי.
  6. מתוך 25 התמונות של microhydrogels השונה תאנוס ב 24 ו 32 מעלות צלזיוס, למדוד את רדיוס PN-עשיר PN-עניים החלקים microhydrogels יאנוס באמצעות תוכנת ניתוח תמונה על פי הוראות היצרן.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

איור 3 א מציג סכמטי של הגדרת הניסוי בשימוש לסנתז יאנוס microhydrogels דרך HFMD. N-עשיר שלב N-עניים הוזרקו בדיוק לתוך HFMD כמו נוזלי ליבת 1 ו -2 ולאחר מכן התמזג התפרק microdroplets יאנוס על הפתח ידי נוזל הנדן של שמן מינרלים בגלל חוסר יציבות נימי ריילי. כתוצאה מכך, microdroplets יאנוס מורכב N-עשירה שלב N-עניים נוצר בהצלחה כפי שמוצגת איור 3B. הקוטר של microdroplets היה 190 מיקרומטר עם מקדם השונה (CV) של פחות ...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

שני חומרי הבסיס immiscible משמשים בדרך כלל כדי לסנתז את microhydrogels יאנוס. עד לאחרונה, תאנוס microhydrogels המורכב מאותו חומר הבסיס לעתים רחוקות דווח ואת microhydrogels יאנוס הדיווח לא היה מורפולוגיה פנימית ברורה עקב ההפרעה הנגרמת על ידי miscibility של מחומרים המרכיבים. 35, 36 בפרוטוקול זה, אנחנו מדגימים שיטה לסנתז microhydrogels יאנוס מורכב כולו של חומר הבסיס היחיד, PNIPAAm, עם מבנה ממודר בבירור.

כ...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.

תודות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

עבודה זו נתמכה על ידי מענק קרן המחקר הלאומית של קוריאה (NRF) במימון ממשלת קוריאה (MSIP (מס' 2014R1A2A1A01006527 ו-2011-0030075).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
פרוסת סיליקוןLG Siltron4 אינץ', רקיק בדרגת בדיקהלייצור עובש מאסטר
אצטוןסמצ'ון Pure ChemicalA0097ניקוי פרוסת סיליקון
אלכוהול איזופרופיל (IPA)Daejung Chemicals & מתכות5035-4404ניקוי פרוסות סיליקון
מערכת טיהור מיםMerck MilliporeEMD Millipore RIOs Essential 5Prepering  מים נטולי יונים
O2 מכונת פלזמהFemto ScienceVITA-Aניקוי פרוסות סיליקון
SU-8 2150 שלילי PhotoresistMicroChemY111077 0500L1GLPhotoresist לייצור עובש מאסטר
פלטה חמהMisung ScientificHP330D, HP150Dאפייה SU-8
SU-8 מפתחMicrochemY020100 4000L1PE
מערכת יישור מסכות SU-8 לפוטוליתוגרפיהShinu Mst Co.CA-6Mפוטוליתוגרפיה
Sylgard 184 ערכת אלסטומר סיליקוןDow Corning1064891PDMS יציקת
מעבדה Corona TreaterElectro-technic Products Inc.דגם BD-20ACPDMS טיפול בפלזמה אוויר 
N-isopropylacrylamide (NIPAAm)Sigma-Aldrich415324-50Gמונומר
n,N'-methylenebisacrylamide (MBAAm)Sigma-Aldrich146072-100GCrosslinker of NIPAAm
4-(2-hydroxyethoxy)phenyl-(2-hydroxy-2-propyl)ketone, Irgacure 2959BASF55047962Photoinitiator of NIPAAm
ABIL EM 90Evonik תעשיות201109חומר פעיל למערבל מערבולת נפט
Scientific Industries Inc.Vortex-Genie 2ערבוב
צינורות טיגוןסנט-גובייןתעודת זהות 1/32 אינץ', OD 3/32 אינץ', קיר 1/32 אינץ'צינור חיבור בין מזרקים למקור אור UV HFMD
Hamamatsuמקור אור ספוט LC8פילמור מ-NIPAAm ל-PNIPAAm
מזרקים, NORM-JECT (3 מ"ל)Henke-Sass Wolf GmbH22767טעינת חומרים
משאבת מזרקKD מדעKDS דגם 200זלוף של חומרים
טגיטול סוג NP-10סיגמא-אולדריץ'NP10-500 מ"לחומר פעילי שטח למים
שמן אדום Oסיגמא-אולדריץ'O0625-25Gצבע לשלב עשיר
N שמן כחול Nסיגמא-אולדריץ'391557-5Gצבע לשלב עשיר N
צבע מאכל צהובEdentown F& BNAצבע לשלב N עני
צבע מאכל ירוקEdentown F& BNAצבע לשלב N עני
ספק כוחAgilentE3649Aמקור כוח למודול תרמו-אלקטרי
מודול תרמו-אלקטריPeltier FALC1-12710T125מכונת צנטריפוגה לבקרת טמפרטורות
Labogene1248Rהתייצבות מיקרו-הידרוג'לים
צלחת 24 בארותSPL מדעי החיים32024מאגר לתצפית
מיקרוסקופ אופטיNikonECLIPSE 80iתצפית אופטית
תוכנה לניתוח תמונותIMT i-Solution Inc.iSolutions DTמדידת רדיוס
פיתוח

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Hoffman, A. S. Hydrogels for biomedical applications. Adv. Drug Delivery Rev. 54 (1), 3-12 (2002).
  2. Qiu, Y., Park, K. Environment-sensitive hydrogels for drug delivery. Adv. Drug Delivery Rev. 53 (3), 321-339 (2001).
  3. Hirokawa, Y., Tanaka, T. Volume phase transition in a nonionic gel. J. Chem. Phys. 81 (12), 6379-6380 (1984).
  4. Bae, Y. H., Okano, T., Hsu, R., Kim, S. W. Thermo-sensitive polymers as on-off switches for drug release. Macromol. Rapid Commun. 8 (10), 481-485 (1987).
  5. Yoshida, R., et al. Comb-type grafted hydrogels with rapid deswelling response to temperature changes. Nature. 374 (6519), 240-242 (1995).
  6. Tanaka, T. Collapse of gels and the critical endpoint. Phys. Rev. Lett. 40 (12), 820-823 (1978).
  7. Tanaka, T., et al. Phase transitions in ionic gels. Phys. Rev. Lett. 45 (20), 1636-1639 (1980).
  8. Zhao, Y. L., Stoddart, J. F. Azobenzene-based light-responsive hydrogel system. Langmuir. 25 (15), 8442-8446 (2009).
  9. Alvarez-Lorenzo, C., Bromberg, L., Concheiro, A. Light-sensitive intelligent drug delivery systems. Photochem. Photobiol. 85 (4), 848-860 (2009).
  10. Tanaka, T., Nishio, I., Sun, S. T., Ueno-Nishio, S. Collapse of gels in an electric field. Science. 218 (4571), 467-469 (1982).
  11. Kwon, I. C., Bae, Y. H., Kim, S. W. Electrically credible polymer gel for controlled release of drugs. Nature. 354 (6351), 291-293 (1991).
  12. Obaidat, A. A., Park, K. Characterization of protein release through glucose-sensitive hydrogel membranes. Biomaterials. 18 (11), 801-806 (1997).
  13. Kataoka, K., Miyazaki, H., Bunya, M., Okano, T., Sakurai, Y. Totally synthetic polymer gels responding to external glucose concentration: their preparation and application to on-off regulation of insulin release. J. Am. Chem. Soc. 120 (48), 12694-12695 (1998).
  14. Heskins, M., Guillet, J. E. Solution properties of poly(N-isopropylacrylamide). J. Macromol. Sci. Part A Pure Appl. Chem. 2 (8), 1441-1455 (1968).
  15. Sasaki, S., Okabe, S., Miyahara, Y. Thermodynamic properties of N-isopropylacrylamide in water: solubility transition, phase separation of supersaturated solution, and glass formation. J. Phys. Chem. B. 114 (46), 14995-15002 (2010).
  16. Bromberg, L., Alakhov, V. Effects of polyether-modified poly(acrylic acid) microgels on doxorubicin transport in human intestinal epithelial Caco-2 cell layers. J. Controlled Release. 88 (1), 11-22 (2003).
  17. Coughlan, D. C., Quilty, F. P., Corrigan, O. I. Effect of drug physicochemical properties on swelling/deswelling kinetics and pulsatile drug release from thermoresponsive poly(N-isopropylacrylamide) hydrogels. J. Controll. Release. 98 (1), 97-114 (2004).
  18. Bergbreiter, D. E., Case, B. L., Liu, Y. S., Caraway, J. W. Poly(N-isopropylacrylamide) soluble polymer supports in catalysis and synthesis. Macromolecules. 31 (18), 6053-6062 (1998).
  19. Lapeyre, V., Gosse, I., Chevreux, S., Ravaine, V. Monodispersed glucose-responsive microgels operating at physiological salinity. Biomacromolecules. 7 (12), 3356-3363 (2006).
  20. Hoare, T., Pelton, R. Engineering glucose swelling responses in poly(N-isopropylacrylamide)-based microgels. Macromolecules. 40 (3), 670-678 (2007).
  21. Xu, S., Zhang, J., Paquet, C., Lin, Y., Kumacheva, E. From hybrid microgels to photonic crystals. Adv. Funct. Mater. 13 (6), 468-472 (2003).
  22. Clarke, J., Vincent, B. Stability of non-aqueous microgel dispersions in the presence of free polymer. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1. 77 (8), 1831-1843 (1981).
  23. Mears, S. J., Deng, Y., Cosgrove, T., Pelton, R. Structure of sodium dodecyl sulfate bound to a poly (NIPAM) microgel particle. Langmuir. 13 (7), 1901-1906 (1997).
  24. Shah, R. K., Kim, J. W., Agresti, J. J., Weitz, D. A., Chu, L. Y. Fabrication of monodisperse thermosensitive microgels and gel capsules in microfluidic devices. Soft Matter. 4 (12), 2303-2309 (2008).
  25. Jack, C. R., Forbes, G., Dewanjee, M. K., Brown, M. L., Earnest, F. Polyvinyl alcohol sponge for embolotherapy: particle size and morphology. Am. J. Neuroradiol. 6 (4), 595-597 (1985).
  26. Derdeyn, C. P., Moran, C. J., Cross, D. T., Dietrich, H. H., Dacey, R. G. Polyvinyl alcohol particle size and suspension characteristics. Am. J. Neuroradiol. 16 (6), 1335-1343 (1995).
  27. Han, K., et al. Effect of flow rates on generation of monodisperse clay-poly(N-isopropylacrylamide) embolic microspheres using hydrodynamic focusing microfluidic device. Jpn. J. Appl. Phys. 50 (6), 06-12 (2011).
  28. Seo, K. D., Doh, J., Kim, D. S. One-step microfluidic synthesis of Janus microhydrogels with anisotropic thermo-responsive behavior and organophilic/hydrophilic loading capability. Langmuir. 29 (49), 15137-15141 (2013).
  29. Seo, K. D., Kim, D. S. Microfluidic synthesis of thermo-responsive poly(N-isopropylacrylamide)-poly(ethylene glycol) diacrylate microhydrogels as chemo-embolic microspheres. J. Micromech. Microeng. 24 (8), 085001(2014).
  30. Seo, K. D., Kwak, B. K., Kim, D. S., Sánchez, S. Microfluidic-assisted fabrication of flexible and location traceable organo-motor. IEEE Trans. Nanobiosci. 14 (3), 298-304 (2015).
  31. Seo, K. D., Kim, D. S., Sánchez, S. Fabrication and application of complex-shaped microparticles via microfluidics. Lab Chip. , (2015).
  32. Shah, R. K., Kim, J. W., Weitz, D. A. Janus supraparticles by induced phase separation of nanoparticles in droplets. Adv. Mater. 21 (19), 1949-1953 (2009).
  33. Lone, S., et al. Microfluidic synthesis of Janus particles by UV-directed phase separation. Chem. Commun. 47 (9), 2634-2636 (2011).
  34. Hauber, K., Drier, T., Beebe, D. PDMS bonding by means of a portable, low-cost corona system. Lab chip. 6 (12), 1548-1549 (2006).
  35. Nisisako, T., Torii, T., Takahashi, T., Takizawa, Y. Synthesis of monodisperse bicolored Janus particles with electrical anisotropy using a microfluidic co-flow system. Adv. Mater. 18 (9), 1152-1156 (2006).
  36. Seiffert, S., Romanowsky, M. B., Weitz, D. A. Janus microgels produced from functional precursor polymers. Langmuir. 26 (18), 14842-14847 (2010).
  37. Peppas, N. A., Hilt, J. Z., Khademhosseini, A., Langer, R. Hydrogels in biology and medicine: from molecular principles to bionanotechnology. Adv. Mater. 18 (11), 1345-1360 (2006).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

PNIPAAmUVMBAAm

מאמרים קשורים