Name: סינתזה של פולי ( N -isopropylacrylamide) יאנוס Microhydrogels בשל חוסר תגובה Thermo אניזוטרופי ו Organophilic / טוען הידרופיליות יכולת (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-02-27T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 9 s
Description: חקור סינתזה של מיקרו-הידרוג'לים מסוג Janus מ-poly(N-isopropylacrylamide) בעלי תגובה תרמית אניזוטרופית ויכולת טעינה הידרופילית/אורגנופילית. שיטה זו מאפשרת שליטה במורפולוגיה ובגודל החלקיקים ליישומי שחרור תרופות.

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

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

ייצור 1. של עובש אב המכשיר microfluidic התמקדות הידרודינמית (HFMD) באמצעות ליתוגרפיה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עיצוב photomask עבור HFMD (איור 1 א) באמצעות תוכנת מחשב בסיוע עיצוב (CAD) על פי פרוטוקול של היצרן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשטוף פרוסות סיליקון 4 &#39;עם אצטון, אלכוהול איזופרופיל (IPA), ו ללא יונים (DI) במים כדי להסיר אבק אורגניים ואי-אורגניים מן רקיק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקו את פרוסות סיליקון עם פלזמה O 2 ב 100 וואט במשך 5 דקות כדי להגביר את כוח מליטה בין רקיק SU-8. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספין-מעיל 4 מ&quot;ל של photoresist שלילית, SU-8 2150, על גבי פרוסות סיליקון בסל&quot;ד 3000 למשך 30 שניות כדי להשיג עובי של 150 מיקרומטר (ב 1 באיור 1b). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים אתתוכנן photomask על פרוסות סיליקון ולחשוף לאור UV (260 mJ -2 ס&quot;מ, 26 שניות -2 10 mW ס&quot;מ) aligner המסכה (B2 באיור 1b). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע שלאחר חשיפה לאפות על פלטה חמה (65 מעלות צלזיוס למשך 5 דקות ולאחר מכן 95 מעלות צלזיוס במשך 12 דקות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. </li></ol> ייצור 2. HFMD דרך יציקת PDMS <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש רקיק בדוגמת המתקבל בסעיף 1 כמו עובש אמן ליציקת PDMS. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יוצקים את PDMS מראש פולימר לתוך התבנית מאסטר ודגה זה עבור שעה 1 בתא ואקום (B4 באיור 1b). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את התבנית הורים עם הקדם-פולימר PDMS לתוך בתנור על 65 מעלות צלזיוס במשך 3 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותכים את PDMS נרפא לתוך בגודל של שבב יחיד באמצעות אזמל חד. בזהירות לקלף את העתק PDMS נרפא מהתבנית המאסטר ביד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבי 2.2 עד 2.5 עד לקבל העתק PDMS זהה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פונץ כניסה ויציאה חורה לאחת ההעתקים באמצעות-אגרופן חור בקוטר מעט קטן יותר מאשר הקוטר החיצוני של צינורות חיבור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ירידה של 5 μl של מתנול על אזורי הפלזמה שטופלה האוויר. דק ליישר שני העתקים PDMS זהה לפברק את HFMD ביד manipu<html> 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. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. </li></ol><img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/52813/52813fig1.jpg" /> איור 1: סקירה כללית של הליך ייצור HFMD (א) פרמטרים עיצוב של photomask עבור HFMD.. (ב) איור של הליך הייצור עבור HFMD.&quot;Target =&quot; ftp_upload / 52,813 / 52813fig1large.jpg _ blank &quot;&gt; 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 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממיסים מונומר NIPAAm במים DI ב יחס aw / w של 1: 1 בעזרת מערבל מערבולת; למשל, לפזר 10 גרם של NIPAAm ב 10 מ&quot;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. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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&quot;מ -3, בהתאמה. 15 </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כאשר ממשק הפרדת שני השלבים מתבהר, לחלץ בזהירות 2 מיליליטר של תמיסת מונומר משלבי N-העשירים N-עניים מבלי להפריע ממשק זה באמצעות פיפטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 4 מ&quot;ג של N, -methylenebisacrylamide &#39;N (MBAAm) בתור crosslinker ו -4 מ&quot;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&quot;ג מ&quot;ל -1) מדגם (B1 ו- B2 באיור 2b). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על הצעד קודם 3.3 ולהוסיף 80 מ&quot;ג של MBAAm ו -4 מ&quot;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&quot;ג מ&quot;ל -1) מדגם (B3 ו- B4 באיוריור 2b). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממיסים 10% WT של פעילי שטח שמן לתוך שמן מינרלי להכין את נוזל נדן (B5 ב איור 2b). </li></ol><img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/52813/52813fig2.jpg" /> 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. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52813/52813fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> סינתזה 4. של יאנוס Microhydrogels שימוש HFMD <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען 2 מ&quot;ל של נוזלים הליבה 1 ו -2 (B1, B2 או B3, B4 בתרשים 2b) ואת נוזל נדן (B5 באיור 2b) לשלוש 3 מ&quot;ל מזרקים נפרד. </li&gt; <li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את משאבות מזרק להשרות נוזלי ליבת 1 ו -2 ו נוזל נדן ברמות ספיקה של 2, 2, ו -10 μl דקות -1, בהתאמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Tune (אופציונלי) את קצב הזרימה של נוזלים הליבה 1 ו -2 כדי לכוונן את יחסי הנפח היחסי של כל צד של microdroplet יאנוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אסוף את microhydrogels תאנוס מפוברק לתוך צינור חרוטים ולשטוף אותם באמצעות IPA. לאחר מכן, צנטריפוגות צינור חרוטי (780 גרם במשך 5 דק &#39;) כדי ליישב אתmicrohydrogels. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלב 4.6 כמה פעמים כדי להסיר את שמן מינרלי סביב יאנוס microhydrogels לחלוטין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אחסן לחלוטין שטף יאנוס microhydrogels בתוך מים די 10 מ&quot;ל בקבוקון המכיל. </li></ol> ניתוח 5.-היענות Thermo אניזוטרופי של יאנוס Microhydrogels <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להשיג תמונה של microhydrogel יאנוס ב 24 ° C באמצעות מיקרוסקופ אופטי זקוף עם עדשה אובייקטיבית 5X. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר מודול ותרמית תחת הצלחת היטב ולשלוט מתח של מודול זה כדי להגדיל את הטמפרטורה של תמיסה המכילה מיקרו יאנוסהידרוג ל -32 מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להשיג תמונה של microhydrogel יאנוס על 32 מעלות צלזיוס פעם נוספת באמצעות מיקרוסקופ אופטי זקוף עם עדשה אובייקטיבית 5X. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבי 5.2-5.4 24 פעמים, מקפידים לבחור microhydrogel תאנוס שונה לניתוח סטטיסטי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. </li></ol>

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

המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.

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...

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.

<table><tbody><tr><td>פרוסת סיליקון</td><td>LG Siltron</td><td>4 אינץ', רקיק בדרגת בדיקה</td><td>לייצור עובש מאסטר</td></tr><tr><td>אצטון</td><td>סמצ'ון Pure Chemical</td><td>A0097</td><td>ניקוי פרוסת סיליקון</td></tr><tr><td>אלכוהול איזופרופיל (IPA)</td> <td>Daejung Chemicals & מתכות</td><td>5035-4404</td><td>ניקוי פרוסות סיליקון</td></tr><tr><td>מערכת טיהור מים</td><td>Merck Millipore</td><td>EMD Millipore RIOs Essential 5</td><td>Prepering&nbsp; מים נטולי יונים</td></tr><tr><td>O2 מכונת פלזמה</td><td>Femto Science</td><td>VITA-A</td><td>ניקוי פרוסות סיליקון</td></tr><tr><td>SU-8 2150 שלילי Photoresist</td><td>MicroChem</td><td>Y111077 0500L1GL</td><td>Photoresist לייצור עובש מאסטר</td></tr><tr><td>פלטה חמה</td><td>Misung Scientific</td><td>HP330D, HP150D</td><td>אפייה SU-8</td></tr><tr><td>SU-8 מפתח</td><td>Microchem</td><td>Y020100 4000L1PE</td> פיתוח <td></td></tr><tr><td>מערכת יישור מסכות SU-8 לפוטוליתוגרפיה</td><td>Shinu Mst Co.</td><td>CA-6M</td><td>פוטוליתוגרפיה</td></tr><tr><td>Sylgard 184 ערכת אלסטומר סיליקון</td><td>Dow Corning</td><td>1064891</td><td>PDMS יציקת</td></tr><tr><td>מעבדה Corona Treater</td><td>Electro-technic Products Inc.</td><td>דגם BD-20AC</td><td>PDMS טיפול בפלזמה אוויר&nbsp;</td></tr><tr><td>N-isopropylacrylamide (NIPAAm)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>415324-50G</td><td>מונומר</td></tr><tr><td>n,N'-methylenebisacrylamide (MBAAm)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>146072-100G</td><td>Crosslinker of NIPAAm</td></tr><tr><td>4-(2-hydroxyethoxy)phenyl-(2-hydroxy-2-propyl)ketone, Irgacure 2959</td><td>BASF</td><td>55047962</td><td>Photoinitiator of NIPAAm</td></tr><tr><td>ABIL EM 90</td><td>Evonik תעשיות</td><td>201109</td><td>חומר פעיל למערבל מערבולת נפט</td></tr><tr><td></td><td>Scientific Industries Inc.</td><td>Vortex-Genie 2</td><td>ערבוב</td></tr><tr><td>צינורות טיגון</td><td>סנט-גוביין</td><td>תעודת זהות 1/32 אינץ', OD 3/32 אינץ', קיר 1/32 אינץ'</td> <td>צינור חיבור בין מזרקים למקור אור UV HFMD</td></tr><tr><td></td><td>Hamamatsu</td><td>מקור אור ספוט LC8</td><td>פילמור מ-NIPAAm ל-PNIPAAm</td></tr><tr><td>מזרקים, NORM-JECT (3 מ"ל)</td><td>Henke-Sass Wolf GmbH</td><td>22767</td><td>טעינת חומרים</td></tr><tr><td>משאבת מזרק</td><td>KD מדע</td><td>KDS דגם 200</td><td>זלוף של חומרים</td></tr><tr><td>טגיטול סוג NP-10</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>NP10-500 מ"ל</td><td>חומר פעילי שטח למים</td></tr><tr><td>שמן אדום O</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>O0625-25G</td><td>צבע לשלב עשיר</td></tr><tr><td>N שמן כחול N</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>391557-5G</td><td>צבע לשלב עשיר N</td></tr><tr><td>צבע מאכל צהוב</td><td>Edentown F& B</td><td>NA</td><td>צבע לשלב N עני</td></tr><tr><td>צבע מאכל ירוק</td><td>Edentown F& B</td><td>NA</td><td>צבע לשלב N עני</td></tr><tr><td>ספק כוח</td><td>Agilent</td><td>E3649A</td><td>מקור כוח למודול תרמו-אלקטרי</td></tr><tr><td>מודול תרמו-אלקטרי</td><td></td><td>Peltier FALC1-12710T125</td><td>מכונת צנטריפוגה לבקרת טמפרטורות</td></tr><tr><td></td><td>Labogene</td><td>1248R</td><td>התייצבות מיקרו-הידרוג'לים</td></tr><tr><td>צלחת 24 בארות</td><td>SPL מדעי החיים</td><td>32024</td><td>מאגר לתצפית</td></tr><tr><td>מיקרוסקופ אופטי</td><td>Nikon</td><td>ECLIPSE 80i</td><td>תצפית אופטית</td></tr><tr><td>תוכנה לניתוח תמונות</td><td>IMT i-Solution Inc.</td><td>iSolutions DT</td><td>מדידת רדיוס</td></tr></tbody></table>

סינתזה של פולי (<em&gt; n</em&gt; -isopropylacrylamide) יאנוס microhydrogels בשל חוסר תגובה thermo אניזוטרופי ו organophilic / טוען הידרופיליות יכולת

Synthesis of Poly(N-isopropylacrylamide) Janus Microhydrogels for Anisotropic Thermo-responsiveness and Organophilic/Hydrophilic Loading Capability

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.

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 ...

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.

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

Janus microparticles are compartmentalized particles with differing molecular structures and/or functionality on each of their two sides. Because of this ...

המטרה הכללית של ניסוי זה היא לסנתז מיקרו-הידרוג'לים מסוג ינוס (janus microhydrogels) המורכבים מאותו חומר בסיס ובעלי תגובה תרמית איזוטרופית, וכן יכולת טעינה אורגנופילית והידרופילית, באמצעות הפרדה של פאזה נוזל-נוזל של מונומר N-isopropylacrylamide רווי-על. Masote יכול לסייע במתן תשובות לשאלות מפתח בתחום של מערכות הובלה בטיפות, ובפרט לפיתוח של trocharia מתקדמים, הדורשים יכולת אחסון דלק הידרופילית/אורגנופילית בתוך חלקיק בודד. היתרון המרכזי של נתיב זה הוא סנתזה של מיקרו-הידרוג'לים מסוג ינוס בעלי פיזור מונו-דיספרסיבי עם מורפולוגיה פנימית המחולקת למדורות ברורות, ויכולת לווסת את גודלם של מיקרו-הידרוג'לים אלה בעזרת התקן מיקרופילי.הדגמת הפרוצדורה תבוצע על ידי Kyoung Duck Seo ו-Andrew Choi, שהם סטודנטים לדוקטורט בהנחייתי. השתמשו בווייפר (wafer) המדוגם שהתקבל כפי שמתואר בפרוטוקול הטקסט כתבנית מאסטר ליציקת PDMS. ערבבו את הפרה-פולימר של ה-PDMS ואת סוכן ההקשיה באופן הומוגני ביחס משקלי של 10 ל-1.לדוגמה, השתמשו בגרם אחד של חומר מקשה עבור 10 גרם של פולימר מקדים מסוג PDMS. שפכו את ה-PDMS prepolymer לתוך תבנית המאסטר ובצעו ניתון גזים (degassing) במשך שעה אחת בתא ואקום. לאחר מכן, הניחו את תבנית המאסטר עם ה-PDMS prepolymer בתנור בטמפרטורה של 65 °C למשך שלוש שעות.חתכו את ה-PDMS שהתגבש לגודל של שבב בודד באמצעות סקלפל חד. קלפו בזהירות ביד את שכבת ה-PDMS שהתגבשה מהתבנית המקורית. נקבו חורי כניסה ויציאה באחד מהשכבות בעזרת מחורר חורים שקוטרו קטן מעט מהקוטר החיצוני של צינור החיבור.לאחר מכן, בצע טיפול בפלזמת אוויר באזור ההדבקה של כל רפליקה באמצעות מכשיר Corona treater. טפטף 5 µL של מתנול על האזורים שעובדו בפלזמת אוויר. לבסוף, יישר שתי רפליקות PDMS זהות כדי לייצר את ה-HFMD באמצעות מניפולציה ידנית.ובדקו את היישור באמצעות מיקרוסקופ. הניחו את ה-HFMD בתנור המכוון ל-65 °C למשך לילה כדי לחזק את הקשר בין שני שכבי ה-PDMS. המיסו מונומר NIPAAm במים דה-יוניים ביחס משקלי של 1:1 באמצעות מערבל וורטקס.לדוגמה, המיסו 10 grams של NIPAAm ב-10 milliliters של מים דה-יוניים. הנחיתו לתמיסת המונימר לנוח במצב אנכי בטמפרטורת החדר למשך 15 minutes לפחות. כאשר הממשק המפריד בין שני הפאזות יהפוך לצלול, שלפו בזהירות two milliliters של תמיסת מונימר מהפאזות העשירות ב-N והדלות ב-N באמצעות פיפטה, מבלי להפר ממשק זה.לאחר מכן, הוסיפו ארבעה מיליגרמים של MBAAm לתמיסות המonomers העשירות ב-N והדלות ב-N שהופקו, כחומר מקשר (crosslinker). לאחר מכן, הוסיפו ארבעה מיליגרמים של הפוטו-איניציאטור לתמיסות כדי להכין את נוזלי הליבה 1 ו-2 עבור הדגימה בעלת ריכוז החומר המקשר הנמוך. לבסוף, המיסו 10% משקל של סורפקטנט שומני בתוך שמן מינרלי כדי להכין את נוזל המעטפת.טענו שני מיליליטר של נוזלי ליבה 1 ו-2 ואת נוזל המעטפת לשלוש מזרקים נפרדים של שלושה מיליליטר. התקינו את המזרקים במשאבות המזרקים וחברו כל מזרק לכניסת הנוזלים המתאימה של ה-HFMD באמצעות צינוריות. השתמשו בצינוריות כדי לחבר את יציאת הנוזלים של ה-HFMD למכל איסוף.הגדירו את משאבות המזרקים להזרמת נוזלי הליבה one ו-two בקצבי זרימה של 2 µL לדקה, ולהזרמת נוזל המעטפת בקצב של 10 µL לדקה. לאחר מכן, מקמו את מקור אור ה-UV במצב מאונך במרחק של כ-1 cm ממכל האיסוף.הפעל את מקור אור ה-UV ועקוב ויזואלית אחר הייצור הרציף של המיקרוהידרוג'לים מסוג janus. אסוף את המיקרוהידרוג'לים מסוג janus שיוצרו לתוך מבחנה קונית ושטוף אותם באמצעות isopropyl alcohol. לאחר מכן, סבב את המבחנה הקונית בצנטריפוגה כדי לשקיע את המיקרוהידרוג'לים.חזור על שלב הצנטריפוגה תוך שימוש במים דה-יונזים עם סורפקטנט למים כדי להסיר את שאריות האיזופרופיל אלכוהול שסביב המיקרוהידרוג'לים מסוג janus. אחסן את המיקרוהידרוג'לים מסוג janus שנשטפו לחלוטין בבקבוקון של 10 milliliter המכיל מים דה-יונזים. השתמש בפיפטה כדי להעביר את המיקרוהידרוג'לים מסוג janus שסונתזו לפלטה של 24 בארות.המתינו 15 שניות עד שההידרוגלים ישקעו ושתיווצר שכבה אחת (mono layer) במשטח התחתון של הבאר. השגיחו תמונה של המיקרוהידרוג'ל מסוג janus בטמפרטורה של 24 °C באמצעות מיקרוסקופ אופטי אנכי עם עדשה אובייקטיבית 5x. הניחו מודול תרמו-אלקטרי מתחת לפלטת הבארות ושליטו על המתח של מודול זה כדי להעלות את טמפרטורת התמיסה המכילה את המיקרוהידרוג'לים מסוג janus ל-32 °C.השג תמונה נוספת של המיקרוהידרוג'ל מסוג janus בטמפרטורה של 32 °C באמצעות מיקרוסקופ אופטי אנכי עם עדשה אובייקטיבית של 5x. מתוך 25 התמונות של מיקרוהידרוג'לים מסוג janus שונים בטמפרטורות של 24 ו-32 °C, מדוד את הרדיוס של הפאזות הפולימריזיות pN-rich ו-pN-poor באמצעות תוכנה לניתוח תמונות בהתאם להוראות היצרן. מוצגת כאן תרשים סכמטי של ה-HFMD ליצירת מיקרוטיפות janus.התמיסות העשירות ב-N והדלות ב-N מוזרקות בדיוק לתוך ה-HFMD ומפוצצות למיקרו-טיפות בפתח על ידי נוזל מעטפת של שמן מינרלי. למיקרו-טיפות ינוס (Janus) שהתקבלו באמצעות HFMD יש יחסי נפח שונים של תמיסות עשירות ב-N ודלות ב-N כפי שמוצג כאן. יחס הנפח של התמיסה העשירה ב-N והתמיסה הדלה ב-N המרכיבות את המיקרו-הידרוג'לים נשלט על ידי שינוי קצב הזרימה של כל תמיסה.כאן מוצגים תרשימים סכמטיים ומיקרוגרפים אופטיים של מיקרו-טיפות ומיקרו-הידרוג'לים מסוג Janus בתגובה לשינויים סביבתיים ובטמפרטורה. כדי לכמת את התגובתיות התרמית, נמדד הרדיוס של מיקרו-טיפות ומיקרו-הידרוג'לים ה-Janus, אשר הראה התנהגות תרמו-רספונסיבית אניזוטרופית הנגרמת מהבדלים בריכוז מונומר ה-NIPAAm בין אזורים עשירים ב-pN לאזורים דלים ב-pN. יכולת הטעינה האורגנופילית/הידרופילית של מיקרו-הידרוג'לים אלו נצפית בכך שצבעים מסיסי שומן מעדיפים להתמוסס באופן מובהק בתמיסה העשירה ב-N.בעוד שצבעים מסיסי מים מעדיפים להתמוסס בתמיסה דלה ב-N, יוצרו בסופו של דבר מיקרו-הידרוג'לים מסוג Janus בעלי יכולת טעינה כפולה הידרופילית/אורגנופילית בתוך חלקיק בודד. לאחר השליטה בשיטה, ניתן לבצעה בתוך 40 דקות אם היא מוכנה כראוי.בעת ביצוע הליך זה, חשוב לזכור לשמור על תנאי הסביבה, ובמיוחד על הטמפרטורה, כיוון שתמיסת NIPAAm בריכוז גבוה מתגבשת בטמפרטורה הנמוכה מ-25 °C. לאחר פיתוחה, טכניקה זו תסלול את הדרך עבור חוקרים בתחום מערכות הובלת תרופות לפתח מיקרוהידרוג'לים פונקציונליים המסוגלים לשלוט בקצבי שחרור התרופה ולאנקפסולציה של תרופות מרובות ללא זיהום צולב. לאחר צפייה בסרטון זה, תרכשו הבנה טובה לגבי האופן שבו מסנתזים מיקרוהידרוג'לים מסוג Janus המורכבים מחומר הבסיס poly NIPAAm.

synthesis-poly-n-isopropylacrylamide-janus-microhydrogels-for

Research

JoVE Journal

Chemistry

כימיה

בסרטון זה ידגים שיטה מהירה, יעילה לmethacrylate פולי (אתילן גליקול), המאפשר polymerizations שרשרת וסינתזת הידרוג'ל. זה ידגים כיצד להציג את פונקציות methacrylamide דומות לפפטידים, שיטות אנליטיות נפוצות פרטים כדי להעריך את יעילות functionalization, לספק הצעות לפתרון בעיות ושינויים מתקדמים, ולהדגים טכניקות אפיון הידרוג'ל טיפוסיות.

Functionalization בסיוע מיקרוגל של פולי (אתילן גליקול) ופפטידים על השרף לשימוש בPolymerizations שרשרת וגיבוש Hydrogel

אנו מציגים הידרוג'ל חדש polyacrylamide, נקרא הידרוקסי-PAAm, המאפשר ישיר מחייב של חלבוני ECM עם עלות או מומחיות מינימאלית. שילוב של הידרוקסי-PAAm הידרוג עם הדפסת microcontact מאפשרת שליטה עצמאית של רמזים רבים של microenvironment התא הטבעי ללימוד mechanostransduction הסלולרי.

הכנת הידרוקסי-PAAm הידרוג לצימוד האפקטים של רמזי mechanotransduction

המעבדה שלנו פיתחה הידרוג-crosslinked DNA polyacrylamide, מערכת הידרוג'ל דינמית, כדי להבין טוב יותר את ההשפעות של ויסות רקמות נוקשות על תפקוד תא. כאן, אנו מספקים שרטוטים, תיאור, ופרוטוקולים להכנת הידרוג אלה.

הכנת-crosslinked DNA polyacrylamide הידרוג

hydrogelators מולקולריים המבוסס על ureido-pyrimidinones לאפשר שליטה מלאה על תכונות ג'ל מקרוסקופית והסול-ג'ל התנהגות המיתוג באמצעות pH. כאן, אנו מציגים פרוטוקול לגיבוש והזרקת hydrogelator כגון מולקולריים באמצעות מערכת מסירת קטטר למסירה מקומית ישירות באזורים רלוונטיים בלב החזיר.

מולקולריים Hydrogel זריקות וטעוני תרופות להזרקה מקומית צנתר לתוך לב החזיר

משטחי אי ים ננומטריים המורכבים מקופולימרים בלוקים מגיבים תרמית יוצרו בשיטת Langmuir-Schaefer לבקרת הידבקות וניתוק ספונטניים של תאים. הודגמו הן הכנת המשטח והן הידבקות וניתוק התאים על פני השטח.

הכנת Thermoresponsive Nanostructured משטחי הנדסת רקמות

אנו מציגים שיטה קלילה לפברק פלטפורמת שחרור תרופה מתכלה מבוסס ג'לטין כי הוא מגנט-תרמית תגובה. זו הושגה על ידי שילוב חלקיקי תחמוצת ברזל פאראמגנטי ו poly (N-isopropylacrylamide- שיתוף -acrylamide) בתוך רשת מיקרו ג'לטין כדורית crosslinked ידי genipin, בשיתוף עם מערכת יישום השדה המגנטי לסירוגין.

מוני Microgels לטין היברידי שדה-Responsive המגנטי לשחרור סמים מבוקר

פיגום הנדסת רקמות בזריקות מורכב פולי (N-isopropylacrylamide) סולפט -graft-כונדרואיטין (PNIPAAm-ז-CS) microparticles אלגינט המכילים הוכן. כוחו הדבק, נפיחות נכסים ב biocompatibility במבחנה מנותח במחקר זה. טכניקות האפיון שפותחו כאן עשויות לחול על מערכות thermogelling אחרות.

סינתזה של Thermogelling midi (N-isopropylacrylamide) מרוכבים -graft-כונדרואיטין סולפט עם אלגינט microparticles עבור הנדסת רקמות

פילמור ממטרים ללא עוררה מספק גישה אבי טיפוס ודגמים, לשחזור לסינתזה של פולי גירויים רגיש (-isopropylacrylamide N) microgels של התפלגות גודל הצרה. בסינתזה בפרוטוקול זה, אפיון פיזור אור ומעקב קרינת חלקיק בודד של microgels אלה או בהתקנה של מיקרוסקופיה רחב בתחום הם הפגינו.

סינתזה מבוקרת מעקב הקרינה של פולי אחיד מאוד (<em&gt; N</em&gt; -isopropylacrylamide) Microgels

פרוטוקולים מתוארים להרכבת מתכלה thermoresponsive hydrogels מבוסס על hydrazone cross-linking של oligomers פולימריים על הסולם בתפזורת, microscale, ו ננו, והשני עבור הכנת ג'ל חלקיקים והן nanofibers.

בדיית Thermoresponsive Hydrogels מתכלה-פיסיקליות מרובים באמצעות שחול תגובתי, מיקרופלואידיקה, הרכבה עצמית, Electrospinning

כתב יד זה מתאר את הכנה של מיקרוגלים מגנטיים רגישים תרמית באמצעות תחליב המושרה טמפרטורה ללא תגובה כימית. אלה microgels רגישים היו מסונתז על ידי ערבוב של פולי (Niisopropylacrylamide) (PNIPAAm), polyethylenimine (PEI) ו Fe 3 O 4- NH 2 חלקיקים עבור שימוש פוטנציאלי מגנטית מופעלת תרופה משוחרר.

מגנטי תרמי רגיש פולי (<em&gt; N</em&gt; -isopropylacrylamide) מבוססי microgels עבור מגנטית מופעל מבוקר שחרור

ננו-ג'לים הם פלטפורמת ננו-חלקיקים מצוינת ורב-תכליתית לאספקת תרופות ביולוגיות. ננו-ג'לים פולימריים מבוססי פולי(אתילן) המגיבים לגירויים, המסוגלים לעטוף מטענים מבוססי חלבון, סונתזו באמצעות אסטרטגיית קו-פילמור צולבת בת שלב אחד בתנאים מימיים. הייצור והאפיון האופטימליים של ננו-חלקיקים חדשניים אלה מוצגים כאן.

סינתזה של ננו-ג'לים המגיבים לגירויים באמצעות קרוסלינקינג מימי חד-שלבי וקו-ננופילמריזציה

חקור סינתזה של מיקרו-הידרוג'לים מסוג Janus מ-poly(N-isopropylacrylamide) בעלי תגובה תרמית אניזוטרופית ויכולת טעינה הידרופילית/אורגנופילית. שיטה זו מאפשרת שליטה במורפולוגיה ובגודל החלקיקים ליישומי שחרור תרופות.

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

סינתזה של פולי (

גלה סרטונים נוספים