סינתזה של Cd-חינם InP / ZnS Quantum Dots מתאים עבור יישומים ביו

המטרה הכוללת של הליך זה היא לסנתז נקודות קוונטיות פלואורסצנטיות של פוספיד אינדיום פוספיד אבץ גופרתי המתאימות ליישומים ביו-רפואיים. שיטה זו יכולה לעזור להבהיר שאלות מפתח לגבי הסינתזה של ננו-חלקיקי נקודות קוונטיות על ידי הדגמת שלבים ספציפיים שהם חיוניים להשגת נקודות קוונטיות באיכות גבוהה. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא ייצור נקודות קוונטיות איכותיות ומסיסות במים.

בר-קיימא עבור מערכות ביולוגיות שניתן לסנתז בפחות מיום אחד. כדי להתחיל בסינתזה, התאימו בקבוק תחתון עגול של 100 מיליליטר עם שלושה צווארים עם מעבה בגודל 12 אינץ'. 0.398 גרם אינדיום כלוריד, 30 מיליליטר אולילמין או OLA, ו-0.245 גרם אבץ כלוריד.

מערבבים תוך כדי פינוי בטמפרטורת החדר בעזרת ואקום למשך שעה. התמיסה צריכה להיראות חסרת צבע עם משקעים לבנים. השתמש במעטפת חימום עם צמד תרמי ובקר טמפרטורה PID כדי להעלות את טמפרטורת התמיסה ל-120 מעלות צלזיוס.

השימוש במעטפת חימום ו-PID מגביר את האחידות והשחזור של תוצר התגובה. פנה את התמיסה בוואקום למשך 20 דקות כדי להסיר זיהומים בנקודת רתיחה נמוכה שעלולים להשפיע על צמיחת הליבה. תחת גז אינרטי, ריפלוקס את התמיסה והעלה את הטמפרטורה ל -223 מעלות צלזיוס למשך 15 דקות.

האינדיום כלוריד והאבץ כלוריד מתמוססים לחלוטין וכתוצאה מכך מתקבלת תמיסה צהובה חיוורת. הניחו לטמפרטורה להתייצב למשך 10 דקות. לאחר מכן, נקה מזרק פלסטיק חד פעמי של שלושה מיליליטר ומחט בגודל 4 אינץ' 22 עם גז חנקן.

הזרקת TDMAP היא שלב קריטי בהליך זה מכיוון שההזרקה יכולה להשפיע מאוד על פיזור הנקודות הקוונטיות של האינדיום פוספיד המתקבלות. באמצעות המזרק, העבירו במהירות 0.5 מיליליטר של TDMAP לתמיסת האינדיום כלוריד. טמפרטורת התמיסה יורדת מעט וחוזרת ל -220 מעלות צלזיוס בעוד שהתמיסה משתנה מצהוב חיוור שקוף לשחור אטום.

לאחר תשע וחצי דקות, הסר את בקבוק התגובה ממעטפת החימום עד שהטמפרטורה יורדת מתחת ל -200 מעלות צלזיוס. כדי להגן על שלמות ליבות האינדיום פוספיד המשך ישירות לציפוי אבץ גופרתי. הנח את בקבוק התגובה המכיל את הנקודות הקוונטיות של פוספיד האינדיום על מעטפת חימום וייצב את הטמפרטורה על 200 מעלות צלזיוס.

הוסיפו לאט 3.58 גרם של DDT לתמיסה במשך 15 שניות. לאחר שאפשרו לתמיסה להגיב למשך שעה, הסירו את בקבוק התגובה ממעטפת החימום ואפשרו לתמיסה להתקרר כ- 60 מעלות צלזיוס. לאחר שתמיסת האבץ גופרתי אינדיום פוספיד מגיעה לכ-60 מעלות צלזיוס, הוסף 10 מיליליטר הקסאן.

לאחר מכן, העבירו את כל התמיסה של כ-45 מיליליטר לצינור צנטריפוגה מפוליפרופילן בנפח 50 מיליליטר. צנטריפוגה את הדגימה כדי להסיר קודמנים מוצקים שלא הגיבו. הסר בזהירות את הסופרנטנט והוסף 200 מיליליטר אצטון.

חלקו באופן שווה את התמיסה המתקבלת לארבעה צינורות צנטריפוגה של 15 מיליליטר. לאחר מכן, צנטריפוגה את התמיסה כדי לזרז את הנקודות הקוונטיות של אינדיום פוספיד אבץ גופרתי. רוקנים את הסופרנטנט ומייבשים היטב את כדור הנקודה הקוונטית בגז חנקן כדי להסיר אצטון.

לאחר מכן, אנו משעים את הנקודות הקוונטיות ב -20 מיליליטר של OLA באמצעות סוניקציה. לאחר מכן, העבירו את הנקודות הקוונטיות התלויות לבקבוק עגול תחתון של 50 מיליליטר המכיל 0.474 גרם אבץ סטארט וערבבו. יש לפנות את התמיסה בוואקום למשך 20 דקות בטמפרטורת החדר.

תחת גז חנקן, העלו את הטמפרטורה ל-180 מעלות צלזיוס ואפשרו לתגובה להמשיך במשך שלוש שעות. עם סיום התגובה, הסר את הבקבוק ממעטפת החימום ואפשר לתמיסה להתקרר לכ- 60 מעלות צלזיוס. לאחר שתמיסת האבץ גופרתי אינדיום פוספיד מגיעה לכ-60 מעלות צלזיוס, הוסף 20 מיליליטר הקסאן.

לאחר מכן, העבירו את הדגימה לצינור צנטריפוגה מפוליפרופילן בנפח 50 מיליליטר לפני הצנטריפוגה כדי להסיר אבץ סטארט שלא הגיב. לאחר הצנטריפוגה, הוסף 200 מיליליטר אצטון לסופרנטנט ולצנטריפוגה באותו הליך כמו קודם. לאחר ייבוש יסודי של הגלולה בגז חנקן, כדי להסיר את האצטון, ממיסים את גלולת האינדיום פוספיד אבץ גופרתי קוונטי דוט ב-30 מיליליטר הקסאן.

מערבולת וסוניקציה של התמיסה בקצרה כדי להבטיח פיזור מלא. הסרת הליגנדים העודפים היא שלב קריטי בהליך זה. כישלון לעשות זאת ישפיע לרעה על היעילות של העברת הנקודות הקוונטיות לתמיסות מימיות באמצעות PMAL-d חזור על שלבי הטיהור הללו פעמיים נוספות כדי להבטיח הסרה יסודית של עודפי ליגנדים אורגניים.

אינטראקציות בין הפולימר האמפיפילי לנקודה הקוונטית עלולות להיפגע בנוכחות עודף ליגנדים. לאחר הטיהור, קבע את הגודל והריכוז של הנקודות הקוונטיות המסונתזות של אינדיום פוספיד אבץ גופרתי באמצעות ספקטרוסקופיה גלויה UV. יש לדלל חלק מהנקודות הקוונטיות המסונתזות של אינדיום פוספיד אבץ גופרתי עם הקסנים כדי לקבל מיליליטר אחד של נקודות קוונטיות מיקרו-מולריות.

בצינור צנטריפוגה, העבירו 0.25 מיליליטר של נקודות קוונטיות אבץ גופרתי אינדיום פוספיד לכל צינור. הוסף מיליליטר אחד של אצטון או מנטול לצינור הצנטריפוגה, וצנטריפוגה. הסר בזהירות את הסופרנטנט והמיס כל משקע במיליליטר אחד של טטרהידרופוראן או THF.

לאחר מכן, העבירו את הנקודות הקוונטיות של אינדיום פוספיד אבץ גופרתי המומסות ב-THF לבקבוק תחתון עגול של 100 מיליליטר ודללו ב-16 מיליליטר THF. כדי להפחית את מספר האגרגטים בתמיסה, סוניקציה של הנקודות הקוונטיות למשך חמש עד עשר דקות. לאחר מכן, ממיסים 30 מיליגרם PMAL-d ו-10 מיליליטר מים בדרגה מולקולרית.

מים על סוניקציה או ערבוב עדין עד שהתמיסה שקופה יעילים להמסת הפולימר לחלוטין. השימוש במערבולת או ערבוב נמרץ יכול לייצר בועות רבות המעכבות את האינטראקציה של הפולימר עם הנקודה הקוונטית. לאחר מכן, הוסף את תמיסת הפולימר של 10 מיליליטר לבקבוק התחתון העגול של 100 מיליליטר המכיל אינדיום פוספיד אבץ גופרתי נקודות קוונטיות ו-THF.

אידוי ה-THF מתמיסת הפולימר Quantum Dot באמצעות מאייד סיבובי עם הבקבוק באמבט קרח כדי להקל על האינטראקציה בין הפולימר ל-Quantum Dot. לאחר התאדות התמיסה ל-10 מיליליטר, הסר את הבקבוק מהמאייד הסיבובי והוסף 30 מיליליטר מים בדרגה מולקולרית. החזירו את הבקבוק למאייד הסיבובי והמשיכו להתאדות לשני מיליליטר.

שלב האידוי הסופי הזה עשוי להימשך שעות רבות. ודא שאמבטיית הקרח מתוחזקת. הסר את הנקודות הקוונטיות המסיסות במים אינדיום פוספיד אבץ גופרתי מהבקבוק התחתון העגול בעזרת פיפטה.

סנן את תמיסת ה-Quantum Dot לתוך צינור צנטריפוגה של חמישה מיליליטר באמצעות מזרק פלסטיק של שלושה מיליליטר המחובר למסנן מזרק ניילון 0.1 מיקרון. הנח את הנקודות הקוונטיות ליחידת דיאליזה של ממברנת חיתוך במשקל מולקולרי של 20 אלף ודיאליזה כנגד 05 מאגר בוראט טוחן, PH 8.5, כדי להסיר עודפי פולימר. בעזרת רכז ואקום, רכז את הנקודות הקוונטיות ואת מאגר הבוראט למיליליטר אחד.

לאחסון, הניחו את התמיסה עם גז חנקן לפני האיטום עם Parafilm. הנקודות הקוונטיות המסיסות במים אינדיום פוספיד אבץ גופרתי יציבות לפחות ארבעה חודשים בארבע מעלות צלזיוס בחושך. מוצג כאן ספקטרום הספיגה והכניסה הפלורסנט המתוקן של אינדיום פוספיד אבץ גופרתי נקודות קוונטיות והקסנים נרגשים ב-533 ננומטר המראים ספיגה מקסימלית ב-600 ננומטר ורוחב מלא בחצי מקסימום של 73 ננומטר.

כאן מוצגת TEM, או תמונת מיקרוסקופ אלקטרונים שידור, של הנקודות הקוונטיות של אינדיום פוספיד אבץ גופרתי מומסות במים. היסטוגרמה של התפלגות גודל החלקיקים של ה-TEM מביאה לקוטר ממוצע של 2.74 פלוס מינוס 0.72 ננומטר. ניתוח פונקטה פלורסנט יחיד מפרט את נוכחותם של מצבי הפעלה וכיבוי מובחנים באמצעות פרופיל מהבהב של נקודות קוונטיות של אינדיום פוספיד אבץ גופרתי במים.

היסטוגרמה זו מציגה את ההתפלגות הבימודאלית של עוצמת הפיקסלים מפרופיל מהבהב אחד של נקודה קוונטית. כאן גרף מתאר את הכדאיות של תאי N2a לאחר דגירה עם אינדיום פוספיד אבץ גופרתי נקודות קוונטיות למשך 24 או 48 שעות. עם ננו-מולרית אחת עד 25 נקודות קוונטיות ננו-מולריות.

רעילות זניחה נצפתה מתחת לחמש ננו-מולר. לאחר שליטה, ניתן להשלים טכניקה זו תוך 12 שעות אם היא מבוצעת כראוי. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד לסנתז נקודות קוונטיות פלואורסצנטיות מאוד לשימוש ביישומים ביו-רפואיים.

שימו לב שאלילמין היא תרכובת אורגנית מסוכנת ומאכלת. יש לנקוט תמיד באמצעי זהירות כגון לבישת גוגל, כפפות וחלוק מעבדה בעת ביצוע הליך זה.