שיטה 'הכנס והפעל' ליצירת Nanoassemblies מים מסיסות המכיל פולימר amphiphilic, צבעים אורגניים וupconverting חלקיקים

המטרה הכוללת של פרוטוקול זה היא להדגים כיצד מסונתזים ננו-חלקיקים הממירים וכיצד ניתן לעטוף אותם במולקולות צבע אורגניות להכנת מכלולי ננו הניתנים לפיזור מים. שיטה זו יכולה לענות על שאלות בתחומי ננוטכנולוגיה ופוטוכימיה, כגון כיצד ניתן להעביר ננו-חלקיקים מממיסים אורגניים לסביבות מימיות, וכיצד לשמור על תגובתיות הצילום שלהם במים. היתרון העיקרי של שיטת היומן והמשחק הייחודית שלנו הוא הפשטות והרבגוניות שלה.

ניתן ליישם את הליך האנקפסולציה על מגוון של ננו-חלקיקים ושילובי מכשירים אורגניים. השילוב של ננו-חלקיקים הממירים ומולקולות פוטו-אקטיביות יאפשר גישה למגוון רחב יותר של תרופות הדורשות הפעלת אור UV. בנוסף, שיטה זו יכולה לספק תובנה לגבי העברת האנרגיה בין ננו-חלקיקים זוהרים למולקולות צבע אורגניות.

בדרך כלל, אנקפסולציה של ננו-חלקיקים דורשת זהירות יתרה, במיוחד ביחס לשלב העברת הפאזה. לדוגמה, השגיאות ברצף החיבור או ביחסי הריאגנטים עלולות להוביל בקלות לצבירת החלקיקים. הדגמה חזותית של שיטה זו היא קריטית מכיוון שישנם מספר שלבים מאתגרים הכוללים את טכניקת האנקפסולציה.

לכן, זה דורש תזמון מדויק, כמות חומרים וטמפרטורות. ראשית הניחו מעטפת חימום של 250 מיליליטר על צלחת ערבוב רגילה וחברו את המעטפת לצמד תרמי. הניחו בקבוק תחתון עגול בנפח 250 מיליליטר המצויד במוט ערבוב מגנטי על מעטפת החימום.

עם Clamp נכון, חבר מתאם אוויר לצוואר השמאלי של הבקבוק התחתון העגול וחבר את מתאם האוויר הזה לקו שלק עם צינורות פלסטיק. לאחר מכן, חבר מתאם זכוכית לצוואר הימני של הבקבוק התחתון העגול וקבע מתאם מדחום על מתאם הזכוכית. הכנס בדיקת טמפרטורה לבקבוק דרך מתאם המדחום, וחבר אותו לצמד התרמי.

חבר זיקוק, ראש לאמצע, צוואר הבקבוק התחתון העגול והנח פקק על גבי ראש הזיקוק. חבר את הראש למעבה, ואחריו מתאם זיקוק ואקום ובקבוק תחתון עגול של 50 מיליליטר. לאחר מכן חבר את מתאם זיקוק הוואקום למבעבע דרך צינורות פלסטיק.

במקום הבא, נקודה אחת 17 גרם אטריום אצטט, 0.439 גרם איטום אצטט ו 0.0727 גרם ארביום אצטט לבקבוק התחתון העגול של 250 מיליליטר, הוסף 30 מיליליטר חומצה אולאית ו -75 מיליליטר אסן לבקבוק. בעזרת גליל מדורג, חבר את הבקבוק לקו הסעפת הכפול, וסובב את השסתום המתאים כדי לשמור על הבקבוק מחובר לקו החנקן. הפעל את הצמד התרמי והגדר את הטמפרטורה ל 80 מעלות צלזיוס.

חימום הדרגתי של המערכת לטמפרטורה זו על ידי הגדרת הצמד התרמי על ההגדרה של 50 עד 500 מיליליטר. לאחר המסת כל חומרי ההתחלה, הסר את מעטפת החימום ואפשר לתגובה להתקרר ל -30 מעלות צלזיוס. כאשר הטמפרטורה מגיעה ל-30 מעלות צלזיוס, הסר את ראש הזיקוק, העבר את מתאם האוויר מהצוואר השמאלי לצוואר האמצעי וסגור את הצוואר השמאלי בעזרת פקק.

לאחר מכן הכניס לאט ואקום לבקבוק התגובה על ידי סיבוב השסתום בקו ה-thenk מקו החנקן לקו הוואקום. כאשר התמיסה מפסיקה לבעבע, העלו את הטמפרטורה ל-115 מעלות צלזיוס במהירות של חמש מעלות צלזיוס לדקה. לאחר 15 דקות בחום של 115 מעלות צלזיוס, הסר את מעטפת החימום וקרר את התגובה ל 50 מעלות צלזיוס.

לאחר מכן, החזר במהירות את ההגדרה לצורה המקורית על ידי חיבור מחדש של ראש הזיקוק לצוואר האמצעי ומתאם האוויר לצוואר השמאלי. במהלך תהליך הקירור, הוסף נקודה 74 גרם נתרן הידרוקסיד, 0.5 גרם אמוניום פלואוריד לבקבוק פלסטיק עם מכסה, והמיס את הריאגנטים ב-50 מיליליטר מתנול על ידי סוניקציה לאחר סוניקציה. שופכים את התמיסה לבקבוק התחתון העגול של 250 מיליליטר ושוטפים את דפנות הבקבוק בחמישה מיליליטר מתנול.

לאחר שאפשרו לתמיסה לערבב בחום של 50 מעלות למשך 30 דקות, העלו את הטמפרטורה ל-75 מעלות צלזיוס כדי לזקק את המתנול במהלך הזיקוק, רוקנו את בקבוק האיסוף בעת הצורך. לאחר סיום הזיקוק, מחממים את התגובה ל-300 מעלות צלזיוס תחת הגנת חנקן במהירות האפשרית. לאחר שהטמפרטורה מגיעה ל -300 מעלות צלזיוס, שמרו על טמפרטורה זו למשך שעה.

במידת הצורך, מכסים את ההתקנה בנייר אלומיניום כדי לסייע בשמירה על הטמפרטורה. לאחר מכן הסר את מקור החום, ואפשר לתגובה להתקרר לטמפרטורת החדר. לאחר הקירור לטמפרטורת החדר, חלקו את התמיסה באופן שווה לשלושה צינורות צנטריפוגה מפלסטיק של 50 מיליליטר, ומלאו כל צינור בקנה מידה של 50 מיליליטר באמצעות צנטריפוגת אתנול נטולת מים, כל הצינורות ב-3, 400 פעמים G למשך 15 דקות.

לאחר השלכת הסופרה נטנט, יש לפזר מחדש את הננו-חלקיק הממיר או כדורי UCNP ב-7.5 מיליליטר של הקסנים, ולמלא כל צינור באתנול בקנה מידה של 50 מיליליטר. לאחר צנטריפוגה ב-3, 400 פעמים G למשך 15 דקות, השליכו את ה-snat ופזרו מחדש את ה-U cnps המוצק ב-30 מיליליטר כלורופורם בצינור. לאחר מכן העבירו את התמיסה לבקבוקון זכוכית לשימוש נוסף.

בשלב זה, 25 מיליגרם פוליסטירן, אולטימה והידריד או PSMA בשלושה מיליליטר כלורופורם. בבקבוקון נצנוץ המצויד במוט ערבוב מגנטי, הוסף לבקבוקון 250 מיקרוליטר מתמיסת מלאי הכלורופורם UCNP. מערבבים את התמיסה בטמפרטורת החדר למשך שעתיים.

לאחר מכן, ממיסים 160 מיליגרם פוליאתרמין 2070. במיליליטר אחד של כלורופורם, הוסף את התמיסה לבקבוקון הנצנוץ במנה אחת באמצעות פיפטה. לאחר ערבוב התמיסה למשך הלילה בטמפרטורת החדר, יש להוציא את הכמות המתאימה של מולקולות צבע אורגניות לבקבוקון הנצנוץ במנה אחת.

ואז מערבבים את התמיסה המתקבלת למשך שעה. לאחר מכן, הסר את הכלורופורם בלחץ מופחת באמצעות מאייד סיבובי. בסיום, הוסף שלושה מיליליטר של תמיסת נתרן הידרוקסיד מימית מולרית של 0.001 לבקבוקון הנצנוץ, וסוניקציה של הבקבוקון עד שנוצר תרחיף חלבי.

לאחר החזרת הבקבוקון למאייד הסיבובי, הסר בזהירות את הכלורופורם שנותר עד שהמתלה הופך לתמיסה שקופה. לאחר מכן, העבירו את התמיסה מבקבוקון הנצנוץ לשני צינורות צנטריפוגה חרוטיים של 1.5 מיליליטר, צנטריפוגה את התמיסות ב-20, 600 פעמים G למשך 25 דקות. לאחר השלכת הסופרנטנט, הוסף 1.5 מיליליטר מים נטולי יונים לכל צינור ועשה סוניקציה של הצינורות כדי לפזר מחדש את הכדורים במים לאחר צנטריפוגה באותם תנאים כמו קודם.

השליכו את הסופרנטנט והוסיפו 1.5 מיליליטר מים נטולי יונים לכל צינור. לאחר שהכדורים פוזרו מחדש במים על ידי מסנן שמש, כל דגימת פיזור ננו-חלקיקים מימית דרך מסנן מזרק של 0.2 מיקרון כדי להשיג את הדגימות הסופיות לבדיקות נוספות. עם הקרנה עם אינפרא אדום קרוב 980 ננומטר פליטת לייזר ירוקה מופקת מדגימת TPP UCNP, המוקצית לפליטה מאטריום נתרן מסומם ארביום.

פלואוריד ממיר ננו-חלקיקים עם הקרנה של דגימת D-A-E-U-N-C-P המעורבת עם אור UV, האיזומר הפתוח של הטבעת חסרת הצבע מומר לטבעת הצבעונית. איזומר סגור וחשיפה לאור נראה מפעילים את התהליך ההפוך. כפי שאופייני לדיארה אתנה, אף אחד מהאיזומרים הפתוחים בטבעת אינו נספג באזור הנראה של הספקטרום האלקטרומגנטי.

הקרנה של איזומרים פתוחים בטבעת עם אור 365 ננומטר מייצרת את עמיתיהם הסגורים הטבעתיים. פוטו כרום סלקטיבי נצפה מכיוון שלשני הכרומופורים והעטופים בתוך מעטפת הפולימר של D-A-E-U-C-N-P יש רצועות ספיגה מופרדות היטב, מה שתומך במסקנה כי מעטפת הפולימר האמפיפילית עוזרת לשמור על היעילות של תגובות פוטו במים. מכיוון שרצועות הפליטה מה-U CMPs חופפות לרצועות הקליטה של האיזומרים הסגורים הטבעתיים, הכיבוי של פליטת ה-U CMPs מושג באמצעות תהליך העברת אנרגיה.

כאשר הדגימה מוקרנת באור נראה באורך גל גדול מ-650 ננומטר, רק הטבעת נסגרת, איזומרים חוזרים לטבעת, איזומר נפתח והפליטה האדומה מתחדשת. בעוד שהפליטה הירוקה עדיין מרווה במידה מסוימת, לאחר שליטה, ניתן לבצע טכניקה זו תוך 48 שעות אם היא מבוצעת כראוי. בעת ניסיון הליך זה, חשוב לזכור לנקות את כל כלי הזכוכית ביסודיות כדי להבטיח סינתזה מוצלחת של הננו-חלקיקים לאחר פיתוחו.

טכניקה זו סללה את הדרך לחוקרים בתחום ההדמיה הביולוגית. זה אפשר להם ליצור ולחקור כיצד ניתן להשתמש בהמרה של ננו-חלקיקים עם פלואורסצנטיות מתכווננת כדי לשפר את איכות התמונה. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד לסנתז את הננו-חלקיקים הממירים הללו וליצור מכלולי ננו המכילים את החלקיקים הללו ומולקולות צבע אורגניות.

אל תשכח שעבודה עם לנתנידים, ממיסים אורגניים, חללים מימיים וטמפרטורות גבוהות עלולה להיות מסוכנת ביותר. יש לנקוט תמיד באמצעי זהירות, כגון לבישת ציוד מגן אישי בעת ביצוע הליך זה.