Name: סינתזה של ליבה-קליפה מסטול לנתניד Upconversion Nanocrystals עבור אפליקציות לסלולר (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-11-10T13:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 51 s
Description: למדו לסנתז ננוקריסטלים מסטול לנתניד Upconversion בעלי ליבה-קליפה בשיטת שיקוע משותף בטמפרטורה גבוהה. שיטה זו מאפשרת שינויי פני שטח ביואופטיים להפעלת תעלות יונים בקרבת אור תת-אדום בתאים חיים.

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 מומן בחלקו על ידי NTU-AIT-נאם MUV/16001, RG110/16 (S), (RG 11/13), (RG 35/15) זכה ב אוניברסיטת הטכנולוגי Nanyang, סינגפור ו נבחרת מדעי הטבע קרן של סין (NSFC) (מספר 51628201).

אזהרה: נא היוועץ כל גליונות נתונים גשמי בטיחות (MSDS) לפני השימוש. נא להשתמש כל נוהלי בטיחות המתאים בעת ביצוע הסינתזה של UCNs בטמפרטורה גבוהה (~ 290 ° C), כולל השימוש של פקדים הנדסה (fume הוד), ציוד מגן אישי (למשל, בטיחות משקפי מגן, כפפות, חלוק המעבדה מכנסיים באורך מלא, ונעליים סגורות).
 1. סינתזה של NaYF 4: י. ב/Tm/Nd (30/0.5/1%) @NaYF 4: nanocrystals ליבה-קליפה Nd(20%) <ol><li>סינתזה של NaYF 4: ננו-מבנה ליבה Yb/Tm/Nd(30/0.5/1%) <ol><li> הכנה של רי (CH 3 CO 2) 3, 4 F NaOH, NH מתנול פתרון מניות הערה: נדיר-earth (מחדש) לנתניד יונים כוללים איטריום (Y), איטרביום (י. ב), Thulium (Tm), ניאודימיום (Nd).
		<ol><li>לפזר 500 מ"ג Yttrium(III) אצטט מימה ב 5 מ ל מתנול (100 מ"ג/מ"ל), 250 מ ג מימה אצטט איטרביום (III) ב 5 מ ל מתנול (50 מ"ג/מ"ל), 10 מ ג מימה אצטט תוליום (III) ב 1 מ"ל מתנול (10 mg/mL), ו- 10 מ ג מימה אצטט ניאודימיום (III) ב 1 מ"ל מהטה נול (10 מ"ג/מ"ל) בצלוחיות זכוכית עם ניקוי באמבט אולטרא עבור 2 דק</li>
			<li>לשלב 400 מ"ג NaOH בשפופרת צנטרפוגה 50 מ עם 20 מ ל מתנול עם ניקוי באמבט אולטרא להכין פתרון מניות NaOH (20 מ"ג/מ"ל).</li>
			<li>לשלב 600 מ"ג NH 4 F בשפופרת צנטרפוגה 50 מ עם מתנול 30 מ עם ניקוי באמבט אולטרא להכין NH 4 נ מניות פתרון (20 מ"ג/מ"ל). 
			הערה: הנח הפתרון מניות של מתחמי לנתניד NaOH, NH 4 F בצלוחיות זכוכית, חותם עם מצלמות-מיקרוסקופים ולאחסן אותם במקרר ב ~ 4 ° C עד שהוא נדרש. הפתרונות מניות מתנול מוכן מוחלפים אחת לשבועיים.</li>
		</ol></li> <li>הכנה של NaYF 4: י. ב/Tm/Nd ננו-מבנה ליבה <ol><li>פיפטה 3 מ"ל של חומצה אולאית, 7 מ ל 1-octadecene לתוך בקבוקון 3-צוואר 50-mL-</li>
			פתרון <li>1.089 לשלב מ"ל של Y (CH 3 CO 2) 3 מניות הפתרון, 0.608 מ של י. ב (CH 3 CO 2) 3 מניות הפתרון, µL 83.6 של המניה 3 (CH 3 CO 2) Tm, ו µL 128.5 של Nd (CH 3 CO 2) 3 מניות הפתרון לתוך הבקבוק.</li>
			<li>להשתלב מד חום (0 - 360 מעלות צלזיוס טווח) הבקבוקון ולתת את קצהו לגעת הפתרון. מקם את הבקבוק. את מיכל הזכוכית עם שמן סיליקון phenylmethyl.</li>
			<li>חום הפתרון עד 100 ° C עם צלחת חמה מתמוססות הנחה מתנול. להתחבר schlenk ב קו עם יריעה ואקום כפול/גז כדי להסיר את שאריות מתנול ולשמור את תערובת התגובה תחת ואקום למשך 2-3 דקות תוך כדי ערבוב את הבקבוקון.</li>
			<li>מעלה את הטמפרטורה עד 150 ° C ולשמור את החום במשך 60 דק. שמור על מהירות מלהיב של 700 סל ד במהלך הסינתזה. 
			הערה: הגדרת בינונית תוך ערבוב במהירות כדי למנוע מתיז הפתרון.</li>
			<li>לעצור את הכיריים ולשמור את הבקבוקון בטמפרטורת החדר, כדי לאפשר את הפתרון להתקרר לאט. 
			הערה: הפרוטוקול אפשר לעצור כאן.</li>
			<li>לשלב 2 מ"ל NaOH-נמכרים מניות פתרון ו- mL 2.965 של NH-4 פתרון מניות F-מתנול לתוך שפופרת צנטרפוגה 15 מ"ל. להדק את הצינור עם הכובע שלו ולערבב את הפתרון על-ידי vortexing רב עוצמה עבור 5 ס</li>
			<li>הוסף התערובת F 4 NaOH-NH לאט לתוך הבקבוק מאת פיפטה מזכוכית מעל 5 דק.</li>
			<li>מעלה את הטמפרטורה של התערובת עד 50 מעלות צלזיוס ולשמור את החום במשך 30 דקות 
			הערה: הגדרת את הטמפרטורה ב יותר מ 50 ° C בגלל הטמפרטורה הגבוהה יקדם את קריסטל התגרענות וצמיחה.</li>
			<li>מעלה את הטמפרטורה (~ 100 ° C) להתאדות הנחה מתנול ולחבר את הבקבוקון לקו schlenk עם יריעה ואקום כפול/גז כדי להסיר את שאריות מתנול ולשמור את תערובת התגובה תחת ואקום במשך 2-3 דקות</li>
			<li>להחליף את המיקום של צימוד למלא את הבקבוק עם חנקן-</li>
			<li>להגדיל הטמפרטורה עד 290 ° C בקצב חימום של ~ 5 ° C לדקה לשמור את התערובת התגובה ב 290 ° C עבור ה 1.5</li>
			<li>לעצור את הכיריים ולהסיר את הבקבוק כדי לאפשר את תערובת התגובה להתקרר לאט הטמפרטורה בחדר תוך כדי ערבוב. 
			התראה: להיות זהיר של הכיריים עם טמפרטורה גבוהה (&#62; 400 מעלות צלזיוס) כדי למנוע כוויות חמורות בעת מגע עם העור.</li>
			<li>להעביר את התערובת בתוך הבקבוק לתוך שפופרת צנטרפוגה 50 מ. לשטוף את הבקבוק עם 30 מ של אתנול ולהעביר את הפתרון הצינור צנטריפוגה.</li>
			<li>Centrifuge את המוצר ב 4,000 g × במשך 8 דקות בטמפרטורת החדר ולמחוק את תגובת שיקוע.</li>
			<li>להוסיף 10 מ ל הקסאן צנטריפוגה שפופרת, לפזר מחדש המוצר עם sonication (60 kHz, 240 W) עבור 2 דק.</li>
			<li>להוסיף 30 מ של אתנול ברכבת התחתית. ספין למטה המוצר ב 4,000 g × במשך 8 דקות ולאחר מכן למחוק את תגובת שיקוע.</li>
			<li>לפזר מחדש את המוצרים מוצק בחלקו התחתון של צינור צנטריפוגה עם 5 מ"ל הקסאן. לאחסן את הפתרון במקרר ב ~ 4 ° C עבור שלב נוסף- 
			הערה: פליטת upconversion ליבה-קליפה UCNs נבדק על ידי בין הפתרונות עם 808 ננומטר לייזר (2 W).</li>
		</ol></li></ol></li> <li>הכנה של NaYF 4: י. ב/Tm/Nd (30/0.5/1%) @NaYF 4: nanocrystals ליבה-קליפה Nd(20%) <ol><li>לשלב 3 מ"ל של חומצה אולאית, 7 מ ל 1-octadecene לתוך בקבוקון 3-צוואר 50-mL. להוסיף 1.082 מ"ל של הפתרון מניות של 3 Y (CH 3 CO 2) ו- mL 2.87 של הפתרון מניות של 3 Nd (CH 3 CO 2) לתוך הבקבוק.</li>
		<li>להוסיף את ננו-מבנה ליבה שהושג (80 מ ג ב- 5 מ"ל הקסאן מהשלב 1.1.2.18) לתוך הבקבוק תוך כדי ערבוב.</li>
		<li>להשתלב מד חום (0 - 360 מעלות צלזיוס טווח) הבקבוקון ולתת את קצהו לגעת את התערובת. מקם את הבקבוק. את מיכל הזכוכית עם שמן סיליקון phenylmethyl.</li>
		<li>מחממים את התערובת ב 100 מעלות צלזיוס על פלטה מתמוססות מתנול, הקסאן. להתחבר schlenk ב קו עם יריעה ואקום כפול/גז כדי להסיר הממס שיורית ולשמור את תערובת התגובה תחת ואקום למשך 2-3 דקות תוך כדי ערבוב את הבקבוקון.</li>
		<li>מעלה את הטמפרטורה עד 150 ° C ולשמור אותו במשך 60 דק שמור על המהירות מלהיב-700 סל ד בסינתזה. 
		הערה: הגדרת בינונית תוך ערבוב במהירות כדי למנוע מתיז הפתרון.</li>
		<li>לעצור את הכיריים ולהסיר את הבקבוק כדי לאפשר את הפתרון להתקרר לאט בטמפרטורת החדר. 
		הערה: הפרוטוקול אפשר לעצור כאן.</li>
		פתרון מניות <li>פיפטה 2 מ"ל NaOH-נמכרים ו- mL 2.965 של NH-4 פתרון מניות F-מתנול לתוך שפופרת צנטרפוגה 15 מ"ל. להדק את הצינור עם הכובע שלו ולערבב את הפתרון על-ידי vortexing רב עוצמה עבור 5 ס</li>
		<li>הוסף התערובת לתוך הבקבוק מאת פיפטה מזכוכית לאט במשך 5 דק.</li>
		<li>מעלה את הטמפרטורה של התערובת עד 50 מעלות צלזיוס ולשמור אותו ב 50 מעלות צלזיוס במשך 30 דקות 
		הערה: הגדרת מ 50 ° C הטמפרטורה בגלל הטמפרטורה הגבוהה יקדם את קריסטל התגרענות וצמיחה.</li>
		<li>מעלה את הטמפרטורה (~ 100 ° C) להתאדות הנחה מתנול ולחבר את הבקבוקון לקו schlenk עם יריעה ואקום כפול/גז כדי להסיר את שאריות, מתנול, לשמור את התערובת התגובה תחת ואקום במשך 2-3 דק</li>
		<li>להחליף את המיקום של צימוד למלא את הבקבוק עם חנקן-</li>
		<li>מעלה את הטמפרטורה עד 290 ° C בקצב חימום של ~ 5 ° C לדקה לשמור את התערובת התגובה ב 290 ° C עבור ה 1.5</li>
		<li>לעצור את הכיריים ולהסיר את הבקבוק כדי לאפשר את תערובת התגובה להתקרר לאט בטמפרטורת החדר תוך כדי ערבוב. 
		התראה: להיות זהיר של הכיריים עם טמפרטורה גבוהה (&#62; 400 מעלות צלזיוס) כדי למנוע כוויות חמורות בעת מגע עם העור.</li>
		<li>להעביר את התערובת בתוך הבקבוק לתוך שפופרת צנטרפוגה 50 מ. לשטוף את הבקבוק עם 30 מ של אתנול ולהעביר את הפתרון הצינור צנטריפוגה.</li>
		<li>Centrifuge את המוצר ב 4,000 g × במשך 8 דקות בטמפרטורת החדר ולמחוק את תגובת שיקוע.</li>
		<li>להוסיף 10 מ ל הקסאן צנטריפוגה שפופרת, לפזר מחדש המוצר עם sonication (60 kHz, 240 W) עבור 2 דק.</li>
		<li>להוסיף 30 מ של אתנול ברכבת התחתית. ספין למטה המוצר ב 4,000 g × במשך 8 דקות ולאחר מכן למחוק את תגובת שיקוע.</li>
		<li>לפזר מחדש את המוצרים מוצק בחלקו התחתון של צינור צנטריפוגה עם 5 מ"ל הקסאן. לאחסן את הפתרון במקרר ב ~ 4 ° C עד הצורך. 
		הערה: פליטת upconversion ליבה-קליפה UCNs נבדק על ידי בין הפתרונות עם 808 ננומטר לייזר (2 W).</li>
	</ol></li></ol> 2. סינתזה של מסתיימים UCNs Nanostructures <ol><li>הכנה של ליגנד חופשי nanoparticle UCNs <ol><li>לשלב 30 מ"ל אתנול עם איך מכינים הכתיר אולאט UCNs הפתרון (שלב 1.2.18) בשפופרת צנטרפוגה 50 מ ל. Centrifuge את התערובת ב 4,000 g × במשך 8 דקות בטמפרטורת החדר ולמחוק את תגובת שיקוע.</li>
		<li>לשלב 10 מ ל תמיסה מימית חומצה (ה-pH = 4) מותאם על ידי HCl (0.1 M) עם התמיסה בצינור צנטריפוגה 50 מ ל, לפזר את התמיסה על ידי sonication (60 kHz, 240 W) במשך 30 דקות</li>
		<li>העברת הפתרון בכוס בקבוקון עם נמרצת זע עבור ה 2</li>
		<li>לחלץ את תמיסה מימית עם 30 מ ל דיאתיל אתר כדי להסיר את חומצה אולאית, חוזר שלוש פעמים.</li>
		<li>להוסיף 10 מ ל מים הרבדים אתר משולב עם טלטול עדין.</li>
		<li>לאסוף את מימית שלב ביחד (20 מ ל) ולהוסיף 20 מ ל אצטון עם vortexing 5 ס</li>
		<li>ספין למטה את המוצר ב 35,000 g × 10 דקות ולאחר מכן למחוק את תגובת שיקוע. להמיס את התמיסה במים 2 מ"ל.</li>
	</ol></li> <li>הכנה של פולימר שונה UCNs (על-UCNs) <ol><li>לשלב 200 מ ג של חומצה polyacrylic (במספר דוכנים, Mw = 1,800) עם 20 מ ל מים על ידי sonication (60 kHz, 240 W) במשך 20 דקות להוסיף את UCNs הנ ל ללא ליגנד בפתרון במספר דוכנים עם בחישה נמרצת.</li>
		<li>להתאים את ערך ה-pH 7.4 על-ידי פתרון NaOH (1 מ') עם sonication (60 kHz, 240 W) עבור 30 דקות להעסיק את התערובת במשך 24 שעות בטמפרטורת החדר תוך כדי ערבוב.</li>
		<li>לאסוף את התמיסה על ידי צנטריפוגה ב 35,000 × g עבור 10 דקות מחדש להשעות את המוצר ב- 10 מ"ל מים על ידי sonication (60 kHz, 240 W) במשך 5 דקות, צנטריפוגה שוב ב 35,000 g × במשך 10 דקות חזור על שלב זה שלוש פעמים.</li>
		<li>מחדש לפזר את המוצר 8 מ ל מים על ידי sonication (60 kHz, 240 W) עבור 5 דק לאחסן את הפתרון במקרר ב ~ 4 ° C עד הצורך.</li>
	</ol></li> <li>הכנת פונקציונלי nanoparticle DBCO-UCNs <ol><li>ספין למטה איך מכינים PAA@UCNs (מ ג 1) על ידי צנטריפוגה ב 35,000 × g עבור 10 דקות מחדש להשעות את התמיסה ב 1 מ"ל יבש DMF מאת sonication (60 kHz, 240 W) עבור 1 דקות ו צנטריפוגה שוב ב 35,000 × g עבור 10 דקות חזור על שלב זה פעמיים.</li>
		<li>להמיס התמיסה ב 200 µL יבש DMF בבקבוקון זכוכית. להוסיף HOBT (12.2 מ ג), EDC (14 מ ג), DBCO-NH 2 (5 מ ג) ו- DIPEA (16 µL) בבקבוקון עם ערבוב מגנטי עבור ה 24</li>
		<li>לאסוף את המוצר על ידי צנטריפוגה ב 35,000 × g עבור 10 דקות להסיר את תגובת שיקוע והשהה מחדש את התמיסה ב 1 מ"ל דימתיל סולפוקסיד צנטריפוגה שוב ב 35,000 g × במשך 10 דקות חזור על שלב זה שלוש פעמים.</li>
		<li>לפזר את המוצר ב- 0.2 מ"ל דימתיל סולפוקסיד וחנות במקרר-~ 4 ° C לפני השימוש.</li>
	</ol></li></ol> 3. Bioapplications של DBCO-UCNs בערוצים רגולציה של קרום בתאים חיים <ol><li>תרבות HEK293 התאים Dulbecco &#39; s נשר שונה &#39; s בינוני (DMEM) בתוספת 10% FBS, 100 יחידות/mL פניצילין, µg 100/mL סטרפטומיצין, לשמור על חממה humidified עם 5% CO 2-37 ° C. זרע 1 × 10 5 תאים 1 מ"ל DMEM/טוב בצלחת 12-ובכן ולשמור אותו בחממה עבור ה 24</li>
	<li>לשלב את פלסמיד (pCAGGS-ChR2-ונוס, 1 µg) עם ריאגנט תרביות תאים P3000 (2 µL) הנשר &#39; s מינימום הכרחי מדיה (מאמ) (100 µL) ב microcentrifuge הצינור A, ולהוסיף תקנים ריאגנט (1.5 µL) במם (100 µL) בצינור ב' </li> <li>דגירה התערובת של פתרונות צינורות A ו- B 10 דקות בטמפרטורת החדר.</li>
	<li>לשלב את הפתרון ב שפופרת A ו- B עם 400 µL מם. לשטוף את התאים עם 1 מ"ל DMEM ללא סרום פעמיים.</li>
	<li>להוסיף את התערובת תרביות תאים 600 µL לתוך כל טוב של צלחת 12-ובכן, דגירה התאים-חממה 37 ° C עבור 4 h הסרה של המדיום, לשטוף פעמיים עם 1 מ ל DMEM.</li>
	<li>מוסיפים 1 מ"ל DMEM המכיל 1 µL Ac 4 ManNAz (50 מ"מ דימתיל סולפוקסיד) הבאר, לשמור על החממה במשך יומיים.</li>
	<li>להסיר את המדיום, לשטוף פעם עם 1 מ"ל PBS. מוסיפים 1 מ"ל טריפסין-EDTA (0.25%) פתרון כל טוב של צלחת 12-ובכן, דגירה ב 37 ° C עד תאים יש תלושים (~ 2 דקות). תרבות מחדש את התאים בקערה קונאפוקלית × 10 1 5 תאים/טוב ב 1 מ"ל DMEM נלון.</li>
	<li>להסיר את המדיום ולהוסיף 1 מ"ל DMEM טריים עם 2 µL DBCO-UCNs (50 מ"ג/מ"ל) לתוך המנה כבר שעתיים ב 37 º C. עבור הדמיה קונאפוקלית, לשטוף תאים פעמיים עם DMEM ולהוסיף 1 µL רוד-N 3 (10 מ מ) ב-30 דקות</li>
	<li>לניתוח סידן תאיים, דגירה התאים עם התערובת של 1 µL רוד-3 בבוקר (10 מ מ), 10 µL Probenecid (250 מ מ), ו- µL 10 טעינת מאגר (Pluronic חומרים פעילי שטח polyols,0.1% w/v)) 1 מ"ל DMEM בינוני למשך 30 דקות בחושך.</li>
	<li>התאים עם DMEM ללא סרום וקונטה להאיר אור ניר nm 808 המינון של W/cm 0.8 2 למשך 20 דקות (5 דקות הפסקה לאחר 5 דקות תאורה).</li>
	<li>להקליט את תוצאות הדמיה-מיקרוסקופ קונפוקלי (מקור לייזר: 561 ננומטר לייזר; טווח גלאי: 610/75 ננומטר; עדשה: 100 x 1.4 נה שמן, זמן החשיפה: 100 ms). מוסיפים 1 מ"ל טריפסין-EDTA (0.25%) פתרון טוב לכל, דגירה ב 37 ° C עד תאים יש תלושים (~ 2 דקות). להשעות מחדש תאי 1 מ"ל PBS לניתוח (FCM) cytometry זרימה (לשעבר: 561 nm, Em: 582/15 ננומטר).</li>
</ol>

<ol><li>Wang, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tuning+upconversion+through+energy+migration+in+core-shell+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Mater%22%5BJournal%5D)">Tuning upconversion through energy migration in core-shell nanoparticles.</a> Nat Mater. 10 (12), 968-973 (2011).</li>
<li>Liu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amplified+stimulated+emission+in+upconversion+nanoparticles+for+super-resolution+nanoscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Amplified stimulated emission in upconversion nanoparticles for super-resolution nanoscopy.</a> Nature. 543 (7644), 229-233 (2017).</li>
<li>Fan, W., Bu, W., Shi, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+The+Latest+Three-Stage+Development+of+Nanomedicines+based+on+Upconversion+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Mater%22%5BJournal%5D)">On The Latest Three-Stage Development of Nanomedicines based on Upconversion Nanoparticles.</a> Adv Mater. 28 (24), 3987-4011 (2016).</li>
<li>Zhu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temperature-feedback+upconversion+nanocomposite+for+accurate+photothermal+therapy+at+facile+temperature%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Temperature-feedback upconversion nanocomposite for accurate photothermal therapy at facile temperature.</a> Nat Commun. 7, 10437-10446 (2016).</li>
<li>Li, W., Wang, J., Ren, J., Qu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Near-infrared+upconversion+controls+photocaged+cell+adhesion%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Chem+Soc%22%5BJournal%5D)">Near-infrared upconversion controls photocaged cell adhesion.</a> J Am Chem Soc. 136 (6), 2248-2251 (2014).</li>
<li>Min, Y., Li, J., Liu, F., Yeow, E. K., Xing, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Near-infrared+light-mediated+photoactivation+of+a+platinum+antitumor+prodrug+and+simultaneous+cellular+apoptosis+imaging+by+upconversion-luminescent+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Angew+Chem+Int+Ed%22%5BJournal%5D)">Near-infrared light-mediated photoactivation of a platinum antitumor prodrug and simultaneous cellular apoptosis imaging by upconversion-luminescent nanoparticles.</a> Angew Chem Int Ed. 53 (4), 1012-1016 (2014).</li>
<li>Yang, D., Ma, P., Hou, Z., Cheng, Z., Li, C., Lin, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+advances+in+lanthanide+ion+%28Ln%283%2B%29%29-based+upconversion+nanomaterials+for+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Soc+Rev%22%5BJournal%5D)">Current advances in lanthanide ion (Ln(3+))-based upconversion nanomaterials for drug delivery.</a> Chem Soc Rev. 44 (6), 1416-1448 (2015).</li>
<li>Wang, C., Cheng, L., Liu, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Upconversion+nanoparticles+for+photodynamic+therapy+and+other+cancer+therapeutics%5BTitle%5D)+AND+%22Theranostics%22%5BJournal%5D)">Upconversion nanoparticles for photodynamic therapy and other cancer therapeutics.</a> Theranostics. 3 (5), 317-330 (2013).</li>
<li>Li, L. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomimetic+surface+engineering+of+lanthanide-doped+upconversion+nanoparticles+as+versatile+bioprobes%5BTitle%5D)+AND+%22Angew+Chem+Int+Ed%22%5BJournal%5D)">Biomimetic surface engineering of lanthanide-doped upconversion nanoparticles as versatile bioprobes.</a> Angew Chem Int Ed. 51 (25), 6121-6125 (2012).</li>
<li>Wang, J., Ming, T., Jin, Z., Wang, J., Sun, L. D., Yan, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photon+energy+upconversion+through+thermal+radiation+with+the+power+efficiency+reaching+16%25%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Photon energy upconversion through thermal radiation with the power efficiency reaching 16%.</a> Nat Commun. 5, 5669-5678 (2014).</li>
<li>Zou, W., Visser, C., Maduro, J. A., Pshenichnikov, M. S., Hummelen, J. C. <a target="_blank" href="http://www.nature.com/nphoton/journal/v6/n8/full/nphoton.2012.158.html">Broadband dye-sensitized upconversion of near-infrared light.</a> Nat Photonics. 6 (8), 560-564 (2012).</li>
<li>Liu, Y., Tu, D., Zhu, H., Li, R., Luo, W., Chen, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+strategy+to+achieve+efficient+dual-mode+luminescence+of+Eu%283%2B%29+in+lanthanides+doped+multifunctional+NaGdF%284%29+nanocrystals%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Mater%22%5BJournal%5D)">A strategy to achieve efficient dual-mode luminescence of Eu(3+) in lanthanides doped multifunctional NaGdF(4) nanocrystals.</a> Adv Mater. 22 (30), 3266-3271 (2010).</li>
<li>Min, Y., Li, J., Liu, F., Padmanabhan, P., Yeow, E. K., Xing, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+Advance+of+Biological+Molecular+Imaging+Based+on+Lanthanide-Doped+Upconversion-Luminescent+Nanomaterials%5BTitle%5D)+AND+%22Nanomaterials%22%5BJournal%5D)">Recent Advance of Biological Molecular Imaging Based on Lanthanide-Doped Upconversion-Luminescent Nanomaterials.</a> Nanomaterials. 4 (1), 129-154 (2014).</li>
<li>Li, X., Zhang, F., Zhao, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lab+on+upconversion+nanoparticles%3A+optical+properties+and+applications+engineering+via+designed+nanostructure%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Soc+Rev%22%5BJournal%5D)">Lab on upconversion nanoparticles: optical properties and applications engineering via designed nanostructure.</a> Chem Soc Rev. 44 (6), 1346-1378 (2015).</li>
<li>Gu, Z., Yan, L., Tian, G., Li, S., Chai, Z., Zhao, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+advances+in+design+and+fabrication+of+upconversion+nanoparticles+and+their+safe+theranostic+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Mater%22%5BJournal%5D)">Recent advances in design and fabrication of upconversion nanoparticles and their safe theranostic applications.</a> Adv Mater. 25 (28), 3758-3779 (2013).</li>
<li>Dong, H., Sun, L. D., Yan, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Energy+transfer+in+lanthanide+upconversion+studies+for+extended+optical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Soc+Rev%22%5BJournal%5D)">Energy transfer in lanthanide upconversion studies for extended optical applications.</a> Chem Soc Rev. 44 (6), 1608-1634 (2015).</li>
<li>Ai, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+covalent+cross-linking+of+photon-converted+rare-earth+nanostructures+for+tumour+localization+and+theranostics%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">In vivo covalent cross-linking of photon-converted rare-earth nanostructures for tumour localization and theranostics.</a> Nat Commun. 7, 10432-10440 (2016).</li>
<li>Lu, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multifunctional+Nano-Bioprobes+Based+on+Rattle-Structured+Upconverting+Luminescent+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Angew+Chem+Int+Ed%22%5BJournal%5D)">Multifunctional Nano-Bioprobes Based on Rattle-Structured Upconverting Luminescent Nanoparticles.</a> Angew Chem Int Ed. 54 (27), 7915-7919 (2015).</li>
<li>Bogdan, N., Vetrone, F., Ozin, G. A., Capobianco, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+of+ligand-free+colloidally+stable+water+dispersible+brightly+luminescent+lanthanide-doped+upconverting+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Synthesis of ligand-free colloidally stable water dispersible brightly luminescent lanthanide-doped upconverting nanoparticles.</a> Nano Lett. 11 (2), 835-840 (2011).</li>
<li>Zheng, W., Huang, P., Tu, D., Ma, E., Zhu, H., Chen, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lanthanide-doped+upconversion+nano-bioprobes%3A+electronic+structures%2C+optical+properties%2C+and+biodetection%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Soc+Rev%22%5BJournal%5D)">Lanthanide-doped upconversion nano-bioprobes: electronic structures, optical properties, and biodetection.</a> Chem Soc Rev. 44 (6), 1379-1415 (2015).</li>
<li>Chen, X., Peng, D., Ju, Q., Wang, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photon+upconversion+in+core-shell+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Soc+Rev%22%5BJournal%5D)">Photon upconversion in core-shell nanoparticles.</a> Chem Soc Rev. 44 (6), 1318-1330 (2015).</li>
<li>Wang, F., Deng, R., Liu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+core-shell+NaGdF4+nanoparticles+doped+with+luminescent+lanthanide+ions+to+be+used+as+upconversion-based+probes%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Protoc%22%5BJournal%5D)">Preparation of core-shell NaGdF4 nanoparticles doped with luminescent lanthanide ions to be used as upconversion-based probes.</a> Nat Protoc. 9 (7), 1634-1644 (2014).</li>
<li>Chen, G., Agren, H., Ohulchanskyy, T. Y., Prasad, P. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Light+upconverting+core-shell+nanostructures%3A+nanophotonic+control+for+emerging+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Soc+Rev%22%5BJournal%5D)">Light upconverting core-shell nanostructures: nanophotonic control for emerging applications.</a> Chem Soc Rev. 44 (6), 1680-1713 (2015).</li>
<li>Yang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+and+in+vivo+uncaging+and+bioluminescence+imaging+by+using+photocaged+upconversion+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Angew+Chem+Int+Ed%22%5BJournal%5D)">In vitro and in vivo uncaging and bioluminescence imaging by using photocaged upconversion nanoparticles.</a> Angew Chem Int Ed. 51 (13), 3125-3129 (2012).</li>
<li>Sedlmeier, A., Gorris, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+modification+and+characterization+of+photon-upconverting+nanoparticles+for+bioanalytical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Soc+Rev%22%5BJournal%5D)">Surface modification and characterization of photon-upconverting nanoparticles for bioanalytical applications.</a> Chem Soc Rev. 44 (6), 1526-1560 (2015).</li>
<li>Hu, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Near+infrared+light-mediated+photoactivation+of+cytotoxic+Re%28I%29+complexes+by+using+lanthanide-doped+upconversion+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Dalton+Trans%22%5BJournal%5D)">Near infrared light-mediated photoactivation of cytotoxic Re(I) complexes by using lanthanide-doped upconversion nanoparticles.</a> Dalton Trans. 45 (36), 14101-14108 (2016).</li>
<li>Nagel, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Channelrhodopsin-2%2C+a+directly+light-gated+cation-selective+membrane+channel%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+USA%22%5BJournal%5D)">Channelrhodopsin-2, a directly light-gated cation-selective membrane channel.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 100 (24), 13940-13945 (2003).</li>
<li>Ai, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Remote+Regulation+of+Membrane+Channel+Activity+by+Site-Specific+Localization+of+Lanthanide-Doped+Upconversion+Nanocrystals%5BTitle%5D)+AND+%22Angew+Chem+Int+Ed%22%5BJournal%5D)">Remote Regulation of Membrane Channel Activity by Site-Specific Localization of Lanthanide-Doped Upconversion Nanocrystals.</a> Angew Chem Int Ed. 56 (11), 3031-3035 (2017).</li>
<li>Xie, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+metabolic+labeling+of+sialoglycans+in+the+mouse+brain+by+using+a+liposome-assisted+bioorthogonal+reporter+strategy%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+USA%22%5BJournal%5D)">In vivo metabolic labeling of sialoglycans in the mouse brain by using a liposome-assisted bioorthogonal reporter strategy.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 113 (19), 5173-5178 (2016).</li>
<li>Bansal, A., Zhang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photocontrolled+nanoparticle+delivery+systems+for+biomedical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Acc+Chem+Res%22%5BJournal%5D)">Photocontrolled nanoparticle delivery systems for biomedical applications.</a> Acc Chem Res. 47 (10), 3052-3060 (2014).</li>
<li>Yang, Y., Aw, J., Xing, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanostructures+for+NIR+light-controlled+therapies%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Nanostructures for NIR light-controlled therapies.</a> Nanoscale. 9 (11), 3698-3718 (2017).</li>
<li>Ai, X., Mu, J., Xing, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+Advances+of+Light-Mediated+Theranostics%5BTitle%5D)+AND+%22Theranostics%22%5BJournal%5D)">Recent Advances of Light-Mediated Theranostics.</a> Theranostics. 6 (13), 2439-2457 (2016).</li>
</ol>

אין לנו לחשוף.

מאמר זה הציג שיטת הסינתזה של ליבה-קליפה מסטול לנתניד upconversion nanocrystals (UCNs) והסבת השטח שלהם עם moieties פונקציונלי עבור אפליקציות לסלולר. Nanomaterial הרומן הזה סגולות מצטיינים אופטי, אשר יכול לפלוט UV ו האור הנראה על עירור אור ניר באמצעות תהליך upconversion פוטון מרובה. ב פרוטוקול זה, nanostructures UCNs ליבה-קליפה (NaYF4: י. ב/Tm/Nd (30/0.5/1%)@NaYF4: Nd (20 %)) מוכנות בשיטה משקעים משותף טמפרטורה גבוהה בתערובת של חומצה אולאית 1-octadecene. TEM התמונות להדגים המורפולוגיה של הליבה האלה והם...

בשנים האחרונות, upconversion מסטול לנתניד nanocrystals (UCNs) היה בשימוש נרחב כחלופה צבע אורגני קונבנציונלי ו נקודות קוונטיות ביישומים הביו-רפואי, אשר מבוססים בעיקר על כימיקלים מצטיינים, התכונות האופטיות שלהם, כולל הביו מעולה, עמידות גבוהה photobleaching ורוחב פס צר פליטה1,2,3. ויותר חשוב, הם יכול לשמש nanotransducer מבטיח עם רקמות מצוינת חדירה לעומק ויוו להמיר אינפרא אדום עירור (ניר) לתוך טווח רחב של פליטת UV, גלוי, ואת האזורים ניר דרך פוטון מרובה תהליך upconversion4,5. המאפיינים הייחודיים להפוך UCNs מסטול לנתניד לשמש וקטור מבטיח במיוחד חישה ביולוגיים, ביו דימות של מחלות theranostics6,7,8.
הרכיבים כללי של UCNs מבוססים בעיקר על היונים לנתניד מסומם המטריצה מארח בידודית הכולל של sensitizer (למשל, י. ב3 +, Nd3 +) activator (למשל, Tm3 +, Er3 +, הו 3 +) בתוך הקריסטל homogeneously9. הפליטה אופטי שונה מן nanocrystals מיוחס המעבר אלקטרונית מקומי בתוך המסלוליםf 4 dopants לנתניד עקב שלהם רמת האנרגיה מסודרים כמו סולם10. לכן, חיוני לשלוט במדויק את גודל ואת המורפולוגיה של UCNs מעוצבות עם לנתניד ל dopants. מאת נכון, כמה שיטות מבטיח טוב הוקמו עבור הכנת UCNs לנתניד מסטול, לרבות פירוק תרמי, משקעים משותף טמפרטורה גבוהה, סינתזה הידרותרמי, עיבוד סול-ג'ל, ועוד11 , 12 , 13 בין הגישות הללו השיטה משקעים משותף טמפרטורה גבוהה הוא אחד הכי פופולריים ונוחים אסטרטגיות סינתזה UCNs, אשר יכול להיות נשלט בקפדנות כדי להכין nanocrystals הרצוי באיכות גבוהה עם צורה אחידה, התפלגות זמן תגובה קצר יחסית, בעלות נמוכה14. עם זאת, רוב nanostructures מסונתז על ידי שיטה זו בעיקר מכוסה ליגנדים הידרופובי כגון חומצה אולאית, oleylamine, אשר בדרך כלל להפריע שלהם bioapplication נוסף בשל המוגבלת של ליגנד הידרופובי מסיסות בתמיסה המימית 15. לכן, יש צורך לבצע טכניקות שינוי פני השטח מתאים להכין UCNs מסתיימים יישומים ביולוגיות vitro בתוך ו ויוו.
במסמך זה, אנו מציגים בהליך ניסיוני מפורט לסינתזה של ליבה-קליפה UCNs nanostructures באמצעות שיטת משקעים משותף טמפרטורה גבוהה, טכניקה שינוי ריאלי functionalize פולימר מסתיימים על השטח UCNs עבור עוד אפליקציות לסלולר. זה nanoplatform UCNs מובהקים שלוש יונים לנתניד (י. ב3 +, Nd3 +ו- Tm3 +) nanocrystals לרכוש פליטה כחול חזק (~ 480 ננומטר) על עירור אור ניר-808 nm, שבו יש יותר עומק החדירה ב רקמה חיה. ידוע כי Nd3 +-UCNs מסומם להציג אפקטים הקליטה של התחממות יתר המים ממוזער בכל חלון ספקטרלי זה (808 ננומטר) לעומת UCNs המקובלת על 980 nm הקרנה16,17, 18. יתר על כן, כדי לנצל את UCNs במערכות ביולוגיות, ליגנדים הידרופובי (חומצה אולאית) על פני השטח של UCNs ראשית יוסרו על ידי sonication תמיסה חומצית19. אז UCNs ללא ליגנד לשינוי נוסף עם פולימר מסתיימים (חומצה polyacrylic, במספר דוכנים) לרכוש מסיסות נהדר פתרונות מימית20. יתרה מזאת, כמושג הוכחה-של-ביישומים הסלולר, UCNs הידרופיליות הם functionalized עוד יותר עם ליגנדים מולקולרית (dibenzyl cyclooctyne, DBCO) בלוקאליזציה ספציפי על N3-מתויג קרום התא. על אור ניר (808 ננומטר) הקרנה, הפליטה upconverted הכחול-480 ננומטר ביעילות ולהפעיל חלבון ערוץ ממותגת אור, channelrhodopsins-2 (ChR2), על פני התא או ובכך להקל על זרם הקטיון (למשל, Ca2 + יון) על פני הקרום של תאים חיים.
פרוטוקול וידאו זה מספק מתודולוגיה ריאלי עבור מסטול לנתניד סינתזה UCNs, שינוי פני השטח מסתיימים UCNs bioapplication בתאים חיים. כל ההבדלים טכניקות סינתזה, ריאקטיבים כימיים המשמשים nanocrystal צמיחה השפעה על גודל הפצה, מורפולוגיה, upconversion הפריה חוץ גופית (UCL) הספקטרום של nanostructures UCNs הסופי נעשה שימוש בניסויים תא. פרוטוקול וידאו מפורט זה מוכן לעזור חוקרים חדשים בתחום זה לשפר את הפארמצבטית של UCNs עם השיטה משקעים משותף טמפרטורה גבוהה ולהימנע מן הטעויות הנפוצות ביותר ב- UCNs שינוי פני השטח מסתיימים עבור עוד יותר אפליקציות לסלולר.

<table><tbody><tr><td>1-Octadecene</td><td>Sigma Aldrich</td><td>O806</td> חומצה אולאית <td>בדרגה טכנית</td></tr><tr><td></td><td>Sigma Aldrich</td><td>364525</td><td>כיתה טכנית</td></tr><tr><td>מתנול</td><td>פישר מדעי</td><td>A412</td><td>כיתה טכנית</td></tr><tr><td>אתנול</td><td>פישר מדעי</td><td>A405</td><td>כיתה טכנית</td></tr><tr><td>אצטון</td><td>פישר מדעי</td><td>A18</td><td>כיתה טכנית</td></tr><tr><td>Hexane</td><td>Sigma Aldrich</td><td>H292</td><td>בדרגה טכנית</td></tr><tr><td>תוליום (III) אצטט הידרט (Tm(CH3CO2)3)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>367702</td><td>99.9% מתכות קורט על בסיס</td></tr><tr><td>ניאודימיום (III) אצטט הידרט (Nd(CH3CO2)3)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>325805</td><td>99.9% מתכות קורט בסיס</td></tr><tr><td>Ytterbium (III) אצטט הידרט (Yb(CH3CO2)3)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>326011</td><td>99.9% מתכות קורט בסיס</td></tr><tr><td>Yttrium(III) אצטט הידרט (Y(CH3CO2)3)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>326046</td><td>99.9% מתכות קורט בסיס</td></tr><tr><td>נתרן הידרוקסיד (NaOH)</td><td>Sigma אולדריץ'</td><td>S5881</td><td>בדרגת ריאגנט</td></tr><tr><td>אמוניום פלואוריד (NH4F)</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>338869</td><td>מגיב ACS</td></tr><tr><td>מימן כלורי (HCl)</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>A144</td> חומצה פוליאקרילית <td>בדרגת ריאגנט</td></tr><tr><td>(PAA)</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>323667</td><td>ממוצע Mw 1800</td></tr><tr><td>1-הידרוקסיבנזוטריאזול הידראט (HOBT)</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>54802</td><td>מגיב ACS</td></tr><tr><td>1-אתיל-3-(3-דימתיל-אמינופרופיל) קרבודימיד הידרוכלוריד (EDC)</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>E7750</td><td></td></tr><tr><td>דיבנזוציקלאוקטין-אמין בדרגה מסחרית (DBCO-NH2)</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>761540</td><td>מגיב ACS</td></tr><tr><td>N,N-Diisopropylethylamine (DIPEA)</td><td>מגיב סיגמא אולדריץ'</td><td>D125806</td><td>ACS</td></tr><tr><td>דימתיל סולפוקסיד (DMSO)</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>BP231</td><td></td></tr><tr><td>קו תאים HEK293</td> בדרגה טכנית <td>ATCC</td><td>CRL-1573</td><td>סרום בקר עוברי אנושי</td></tr><tr><td>(FBS)</td> <td>סיגמא אולדריץ'</td><td>F1051</td><td>מגיב</td></tr><tr><td>ACS פניצילין-סטרפטומיצין</td><td>תרמו פישר</td><td>15140122</td><td>10,000 U/mL</td></tr><tr><td>פלסמיד (pCAGGS-ChR2-Venus)</td> <td>Addgene</td><td>15753</td><td>פלסמיד נשלח כחיידקים בדקירת אגר</td></tr><tr><td>Dulbeccoתרמו פישר מדיום נשר שונה (DMEM)</td> <td>תרמו פישר</td><td>11965092</td><td>גלוקוז גבוה</td></tr> אופטי מדיום <tr><td>נשר שונה (MEM)</td> <td>תרמו פישר</td><td>51985034</td><td>מדיה סרום מופחתת</td></tr><tr><td>ליפופקטמין 3000 טרנספקציה ריאגנט</td><td>תרמו פישר</td><td>L3000015</td><td>טרנספקציה על בסיס שומנים</td></tr><tr><td>N-אזידואצטילמנוסאמין, אצטילציה (Ac4ManNAz)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>A7605</td><td>מגיב ACS</td></tr><tr><td>טריפסין-EDTA (0.25%)</td> <td>תרמו פישר</td><td>25200056</td><td>פנול אדום</td></tr><tr><td>רוד-3 AM ערכת הדמיית סידן</td><td>Thermo Fisher</td><td>R10145</td><td>צבע פלואורסצנטי</td></tr><tr><td>5-קרבוקסי-טטרמתילרודמין-אזיד (Rhod-N3)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>760757</td><td>Azide-fluor 545</td></tr><tr><td>Confical dish</td><td>ibidi GmbH</td><td>81158</td><td>תחתית זכוכית, 35 מ"מ</td></tr><tr><td>צינורות צנטריפוגה חרוטיים 50 מ"ל</td><td>גריינר ביו-וואן</td><td>227261</td><td>פוליפרופילן</td></tr><tr><td>15 מ"ל צינורות צנטריפוגה חרוטיים</td><td>גריינר ביו-וואן</td><td>188271</td><td>פוליפרופילן</td></tr><tr><td>1.5 מ"ל צינורות מיקרוצנטריפוגה חרוטיים</td><td>גריינר ביו-וואן</td><td>616201</td><td>פוליפרופילן</td></tr><tr><td>פנילמתיל שמן סיליקון</td> מוצרי <td>קלירקו</td><td>63148-52-7</td><td>פחות מ-320 מעלות צלזיוס</td></tr><tr><td>מדחום זכוכית</td><td>GH Zeal</td><td>L0111/10</td><td>מ -10 עד 360 מעלות צלזיוס</td></tr><tr><td>צלחת 12 בארות</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>Z707775</td><td>פוליסטירן</td></tr></tbody></table>

סינתזה של ליבה-קליפה מסטול לנתניד upconversion nanocrystals עבור אפליקציות לסלולר

Synthesis of Core-shell Lanthanide-doped Upconversion Nanocrystals for Cellular Applications

לנתניד מסטול upconversion nanocrystals (UCNs) משכו תשומת לב רבה בשנים האחרונות על בסיס מבטיח, לשליטה אופטי המאפיינים שלהם, אשר מאפשרים קליטת אור אינפרא אדום (ניר), לאחר מכן באפשרותך להמיר אותו לתוך מרובב פליטת המתפרסים על פני טווח רחב של אזורים מן UV כדי גלוי ניר. מאמר זה מציג הליכים מפורטים ניסיוני של משקעים משותף טמפרטורה גבוהה סינתזה של ליבה-קליפה UCNs זה לשלב יונים שונים לנתניד nanocrystals להמרת ביעילות רקמות עמוק נחדרת ניר עירור (808 ננומטר) לתוך פליטה כחול חזק-480 ננומטר. על ידי שליטה של השינוי משטח עם מסתיימים פולימר (חומצה polyacrylic, במספר דוכנים), UCNs כמו איך מכינים רוכש מסיסות נהדר מאגר פתרונות. Nanocrystals הידרופילית נוסף functionalized עם ליגנדים ספציפיים (dibenzyl cyclooctyne, DBCO) עבור לוקליזציה על קרום התא. על אור ניר (808 ננומטר) הקרנה, הפליטה upconverted כחול ביעילות ולהפעיל את החלבון ערוץ ממותגת אור על קרום התא או במיוחד לווסת את זרם הקטיון (למשל, Ca2 +) בציטופלסמה. פרוטוקול זה מספק מתודולוגיה ריאלי לסינתזה של ליבה-קליפה מסטול לנתניד UCNs, שינוי פני השטח מסתיימים עוקבות עבור עוד אפליקציות לסלולר.

תהליך סינתזה סכמטי של ליבה-קליפה מסטול לנתניד UCNs מוצגים באיור 1 ו- 2 איור. במיקרוסקופ אלקטרונים הילוכים (TEM) של שידור ברזולוציה גבוהה תמונות מיקרוסקופ אלקטרונים (HRTEM) של nanostructures UCNs core ו- core-shell שנאספו בהתאמה (איור 1). UCNs ללא ליגנד שהוכנו על ידי הסרת חומצה אולאית הידרופובי על פני השטח של UCNs תמיסה חומצית, שונה עם פולימר הידרופיליות (במספר דוכנים). ואז הכתיר COOH במספר דוכנים-UCN...

פרוטוקול מוצג הסינתזה של ליבה-קליפה מסטול לנתניד upconversion nanocrystals (UCNs) והיישומים הסלולר שלהם עבור ערוץ חלבון רגולציה על תאורה אור אינפרא אדום (ניר).

סינתזה של ליבה-קליפה מסטול לנתניד Upconversion Nanocrystals עבור אפליקציות לסלולר

Lanthanide-doped upconversion nanocrystals (UCNs) have attracted much attention in recent years based on their promising and controllable optical ...

המטרה הכוללת של הליך זה היא לסנתז ננו-גבישי המרה מסוממים במעטפת לנתניד המבוססים על גישת משקעים בטמפרטורה גבוהה ולבצע שינויים במשטח תואמים ביולוגית המאפשרים יישומים תאיים נוספים. בשנים האחרונות, המעבדה שלנו פיתחה המרה ייחודית מאוד של ננו-גבישים מסוממים בלנתניד, שהצביעה על תכונות אופטיות ייחודיות מאוד, כך שיכולה לספוג אור אינפרא אדום באורכי גל ארוכים ובעצם להמיר את האור הזה לפליטות צבעוניות בטווח אורכי גל קצר, כולל UV הנראה אפילו לחלונות האור האינפרא אדום. מבני ננו-גבישים ייחודיים כאלה הצביעו על תכונות מבטיחות מאוד ליישומים ביו-רפואיים.שיטה זו מספקת גישה אפשרית לסינתזה של ננו-מבנים המרת מעטפת ליבה וטכניקת שינוי פני השטח הביו-תואמת שלהם לוויסות חלבון תעלת קרום שער אור על תאורת אור אינפרא אדום קרוב. כדי להתחיל בהליך, הכינו תמיסות מלאי של מתחמי אצטט אדמה נדירה במתנול. הכן תמיסות של 20 מיליגרם למיליליטר של נתרן הידרוקסיד ואמוניום פלואוריד במתנול.אחסן את פתרונות המלאי בארבע מעלות צלזיוס. לאחר מכן, פיפטה שלושה מיליליטר של חומצה אולאית ושבעה מיליליטר של 1-אוקטדצן לבקבוק תחתון עגול של 50 מיליליטר, שלושה צווארים. הוסף לכך, 1.089 מיליליטר של תמיסת איטריום אצטט, 0.608 מיליליטר של תמיסת איטרביום אצטט, 83.6 מיקרוליטר של תמיסת תוליום אצטט ו-128.5 מיקרוליטר של תמיסת ניאודימיום אצטט.ציידו את הבקבוק במוט ערבוב ובמדחום. מחממים את הבקבוק ל-100 מעלות צלזיוס באמבט שמן תוך כדי ערבוב עד שהמתנול מתאדה. לאחר מכן, חבר את הבקבוק לקו שלנק, ושאב את הבקבוק למשך שתיים-שלוש דקות כדי להסיר שאריות מתנול.לאחר מכן, הניחו את הבקבוק מתחת לאטמוספירה של חנקן. מחממים את תערובת התגובה בחום של 150 מעלות צלזיוס למשך שעה תוך ערבוב בחום של 700 סל"ד. לאחר מכן, הניחו לתערובת להתקרר לטמפרטורת החדר.לאחר מכן, הניחו בצינור צנטריפוגה של 15 מיליליטר שני מיליליטר מתמיסת מלאי הנתרן הידרוקסיד ו-2.965 מיליליטר מתמיסת מלאי האמוניום פלואוריד. מכסים היטב את הצינור, ומערבלים את תערובת הנתרן הידרוקסיד והאמוניום פלואוריד למשך חמש שניות. במהלך חמש דקות, השתמש בפיפטה מזכוכית כדי להוסיף לאט את תערובת הנתרן הידרוקסיד-אמוניום פלואוריד לבקבוק התגובה תוך כדי ערבוב.לאחר מכן, מחממים את תערובת התגובה ללא יותר מ- 50 מעלות צלזיוס. החזיקו את התערובת בטמפרטורה זו למשך 30 דקות. לאחר מכן, מחממים את התערובת ל-100 מעלות צלזיוס כדי לאדות את המתנול.חבר את הבקבוק לקו שלנק, והסר שאריות מתנול בוואקום למשך שתיים-שלוש דקות. ממלאים את הבקבוק בגז חנקן, ומחממים את תערובת התגובה ל -290 מעלות צלזיוס בחמש מעלות צלזיוס לדקה. החזיקו את התערובת בטמפרטורה של 290 מעלות צלזיוס או מעט מעל למשך שעה וחצי.לאחר מכן, הניחו לתערובת להתקרר לטמפרטורת החדר תוך כדי ערבוב. העבירו את תערובת המוצר לצינור צנטריפוגה של 50 מיליליטר. שוטפים את השאריות לתוך הצינור עם 30 מיליליטר אתנול.צנטריפוגה את התערובת בחום של 4, 000 פעמים גרם למשך שמונה דקות בטמפרטורת החדר. השליכו את הסופרנטנט, ופזרו את המוצקים ב-10 מיליליטר הקסנים על ידי סוניקציה למשך שתי דקות. הוסף 30 מיליליטר אתנול לפיזור, צנטריפוגה את התערובת שוב באותם תנאים והשליך את הסופרנטנט.פזרו את המוצקים בחמישה מיליליטר הקסנים, ואחסנו את הפיזור בארבע מעלות צלזיוס. בדוק את הפליטה המומרת של תמיסת UCNs במעטפת הליבה בהקרנת לייזר של 808 ננומטר בחושך. כדי להתחיל בהכנת UCNs שעברו שינוי DBCO, שטפו את הננו-גבישים המוכנים במעטפת הליבה ב-30 מיליליטר אתנול על ידי צנטריפוגה.השליכו את הסופרנטנט והוסיפו 10 מיליליטר של תמיסה מימית של חומצה הידרוכלורית. סוניקציה של התערובת למשך 30 דקות כדי להמיס את המוצקים. מעבירים את התערובת לבקבוקון זכוכית, ומערבבים במרץ במשך שעתיים.לאחר מכן, שטפו את התערובת בארבע מנות של 30 מיליליטר של אתר דיאתיל. שלב את שברי האתר, והניח בצד את השכבה המימית השטופה. שחזר UCNs נטולי עקבות ליגנד משכבות האתר עם 10 מיליליטר מים נטולי יונים, ושלב את השכבות המימיות.מוסיפים 20 מיליליטר אצטון לשכבות המימיות המשולבות, ומערבלים את התערובת למשך חמש שניות. צנטריפוגה את התערובת בחום של 35, 000 פעמים גרם למשך 10 דקות. השליכו את הסופרנטנט, והמיסו את המשקעים בשני מיליליטר של מים נטולי יונים כדי לקבל תמיסה של UCNs נטולי ליגנד.לאחר מכן, ממיסים 200 מיליגרם של חומצה פוליאקרילית ב -20 מיליליטר מים נטולי יונים על ידי סוניקציה למשך 20 דקות. הוסף לכך את הפתרון של UCNs נטולי ליגנד תוך ערבוב נמרץ. התאם את התערובת pH ל-7.4 עם תמיסה מולרית אחת של נתרן הידרוקסיד.סוניקציה של התערובת למשך 30 דקות, וערבבו את התערובת במשך 24 שעות בטמפרטורת החדר. לאחר מכן, צנטריפוגה את התערובת ב 35, 000 פעמים גרם למשך 10 דקות. שוטפים את המוצקים על ידי צנטריפוגה ב -10 מיליליטר מים נטולי יונים ארבע פעמים.פזרו את המוצקים השטופים בשמונה מיליליטר של מים נטולי יונים כדי לקבל תמיסה של 10 מיליגרם למיליליטר של UCNs שעברו שינוי פולימרי. צנטריפוגה מיליגרם אחד של UCNs שעברו שינוי פולימרי ב-35,000 פעמים גרם למשך 10 דקות. אחסן את התמיסה הנותרת בארבע מעלות צלזיוס.שטפו את המוצקים על ידי צנטריפוגה במנות של מיליליטר אחד של DMF יבש שלוש פעמים. לאחר מכן, ממיסים את המשקעים ב -200 מיקרוליטר של DMF יבש. הוסף לתמיסה זו 12.2 מיליגרם של HOBT, 14 מיליגרם של EDC, חמישה מיליגרם של DBCO-אמין ו-16 מיקרוליטר של DIPEA.מערבבים את התערובת בטמפרטורת החדר למשך 24 שעות. לאחר מכן, צנטריפוגה את התערובת למשך 10 דקות בחום של 35, 000 פעמים גרם. שטפו את המוצקים ארבע פעמים על ידי צנטריפוגה במנות של מיליליטר אחד של DMSO.פזרו את ה-UCNs שעברו שינוי DBCO ב-0.2 מיליליטר של DMSO, ואחסנו את הפיזור בארבע מעלות צלזיוס. ראשית, זרעו פעם אחת 10 את תאי ה-HEK293 החמישיים בצלחת של 12 בארות, ודגרו על התאים בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס למשך 24 שעות. לאחר מכן, בצינור מיקרוצנטריפוגה, שלב מיקרוגרם אחד של הפלסמיד הנבחר עם שני מיקרוליטר של חומר טרנספקציה P3000 ב -100 מיקרוליטר של MEM.בצינור מיקרו-צנטריפוגה אחר, שלב 1.5 מיקרוליטר של מגיב הטרנספקציה עם 100 מיקרוליטר MEM. דוגרים על שתי התערובות בטמפרטורת החדר למשך 10 דקות. לאחר מכן, שלבו את התערובות, והוסיפו 400 מיקרוליטר של MEM דל סרום.לאחר מכן, שטפו את התאים המודגרים פעמיים במנות של מיליליטר אחד של DMEM ללא סרום. מחלקים את תערובת הטרנספקציה של 600 מיקרוליטר לבארות של צלחת 12 הבארות. דגרו על התאים בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס למשך ארבע שעות.לאחר מכן, הסר את המדיום ושטוף את התאים פעמיים במנות של מיליליטר אחד של DMEM. לחלק בין הבארות מיליליטר אחד של תמיסת N-azidoacetyl-mannosamine עם טטרה-אצטילציה ב-DMEM. דגרו על התאים בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס למשך יומיים.לאחר מכן, שטפו, טריפסינים ותרבו מחדש את התאים בכלי קונפוקלי למשך הלילה. לאחר מכן, החלף את המדיום במיליליטר אחד של DMEM טרי המכיל שני מיקרוליטר של תמיסה של 50 מיליגרם למיליליטר של DBCO-UCNs. דגרו על התאים בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס למשך שעתיים, ושטפו את התאים פעמיים עם DMEM.כבה את האור של מכסה האדים והוסף את תמיסות חיץ הדיאן המתאימות לתאים להדמיית סידן, ודגר על התאים למשך 30 דקות בחושך. שטפו את התאים עם DMEM ללא סרום. הקרינו את התאים באור אינפרא אדום קרוב של 808 ננומטר המספק 0.8 וואט לסנטימטר רבוע.לסירוגין חמש דקות של הקרנה עם הפסקות של חמש דקות עד שהתאים יוקרנו למשך 20 דקות. דמיין את התאים במיקרוסקופ קונפוקלי. מיקרוסקופ אלקטרוני שידור של UCNs הליבה ומעטפת הליבה הראה מבנים כדוריים בעובי מעטפת של כחמישה ננומטרים.TEM ברזולוציה גבוהה הראה ריווח d התואם לננו-מבנים מגובשים מאוד. לאחר שינוי פני השטח, ה-UCNs התפזרו בקלות לתמיסת חיץ. פיזור אור דינמי הצביע על כך שהקוטר ההידרודינמי של DBCO-UCNs בתמיסה מימית הוא כ-96 ננומטר.פוטנציאל הזטה של ה-PAA וה-UCNs ששונו על ידי DBCO מצביעים על משטחים טעונים שלילית, מה שעולה בקנה אחד עם מסיסות ויציבות בתמיסות חיץ מימיות. בדיקות פליטה שהומרו הראו כי ל-UCNs ששונו על ידי PAA ו-DBCO היו דפוסי פליטה זהים ל-UCNs של מעטפת הליבה הבסיסית כאשר הם מוקרנים באור של 808 ננומטר. תאי HEK293 מתויגים אזיד המבטאים חלבוני תעלה מגודרים שימשו לבדיקת היישומים הביולוגיים של DBCO-UCNs.לוקליזציה של ה-UCNs בתגי האזיד יוחסה לקבוצות DBCO שהוכתמו בצבע המכיל אזיד. כאשר תאים אלה נחשפו לאור קרוב ל-IR, ה-DBCO-UCNs הקלו על זרימת יוני הסידן על פני קרום התא, כפי שמוצג על ידי הדמיה קונפוקלית וזרימה ציטומטרית עם אינדיקטור סידן פלואורסצנטי. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד להכין את ננו-גבישי ההמרה של מעטפת הליבה עם שינוי משטח תואם ביולוגית ויישומיהם הביולוגיים הנוספים להפעלת תעלת היונים המגודרת בתאים חיים על ידי ביצוע הליך זה.

synthesis-core-shell-lanthanide-doped-upconversion-nanocrystals-for

Research

JoVE Journal

Chemistry

כימיה

פרטי פרוטוקול ניתנים לתאים במבחנה תיוג גזע עובריים אנושיים עם חלקיקים ליצירת הרמוניים שני. מתודולוגיות לחקירת hESC ידי מיקרוסקופית רב פוטון והבידול שלהם בצבירי לב גם מוצגות.

הרמוני חלקיקים למחקר הרגנרציה

מולקולות צבע אורגניות וננו-חלקיקים הממירים חומצה אולאית אינם מסיסים במים. פרוטוקול זה מתאר שיטת 'הכנס והפעל' המאפשרת העברה של מולקולות צבע אורגניות והמרת חלקיקים מהממס ההידרופובי הראשוני שלהם למים.

שיטה &#39;הכנס והפעל&#39; ליצירת Nanoassemblies מים מסיסות המכיל פולימר amphiphilic, צבעים אורגניים וupconverting חלקיקים

מתבצעת סינתזה של ננו-חלקיקי זהב אחידים המצופים בקליפות מוליכים למחצה של CdS או ZnS. ציפוי המוליכים למחצה מתבצע על ידי הפקדת מעטפת גופרתית כסף והחלפת קטיוני הכסף בקטיוני אבץ או קדמיום.

סינתזה, אפיון, ואת Functionalization של תקליטורים היברידי Au / ו Au / ZnS Core / Shell חלקיקים

ב פרוטוקול זה, בכלובים קינאז A (PKA), bioeffector התמרה חושית אותות סלולריים, היה מרותק למיטה על משטח ננו-חלקיק microinjected לתוך ציטוזול, מופעל על ידי upconverted UV אור אינפרא אדום (ניר) הקרנה, גרימת מתח הזרם התפוררות סיבים ב ציטוזול.

מערכת משולבת להפעיל מרחוק אותות תאיים על-ידי Photoactivation קינאז בתיווך Upconversion ננו-חלקיק

נהלי ייצור יון לנתניד קשוב מאוד דיסקות chelating הרכבות polymolecular מוצגים. התגובה מגנטי מוכתב על ידי גודל ההרכבה, אשר מותאם על ידי ההבלטה דרך ממברנות nanopore. של ההרכבות alignability מגנטיות, טמפרטורה-induced שינויים מבניים המפוקחים על-ידי שבירה כפולה מדידות, טכניקה ללא תשלום תהודה מגנטית גרעינית, פיזור ניוטרון זווית קטנה.

תהליכי ייצור ומדידות שבירה כפולה עבור תכנון יון לנתניד דיסקות מגיב Chelating פוספוליפיד להרכבות

כאן, אנו מציגים פרוטוקול כדי לקבל הדמיה היפרספקטראלית נתונים ולנתח את תכונות anisotropy אופטי של קריסטלים בודדים מבוססי לנתניד באמצעות מערכת הדמיה Hyperקטרלית.

הדמיה היפרספקטראלית ככלי לחקר Anisotropy אופטי ב לנתניד מבוססי גבישים בודדים מולקולריים

פרוטוקול זה מפרט את הסינתזה של ננו-קפסולות upconversion לשימוש עתידי בשרפים הניתנים לפוטופולימריזציה להדפסה תלת-ממדית נפחית בהקלה על היתוך משולש.

שלישיית פיוז'ן Upconversion ננו-קפסולה סינתזה

כאן, אנו מדגימים פרוטוקול לסינתזה דו-שלבית של קליפות ליבה חד-גבישיות באמצעות זוג מסגרת מתכתית-אורגנית לא איזוסטרוקטורלית (MOF), HKUST-1 ו-MOF-5, שיש להם סריגי גבישים תואמים היטב.

סינתזה של מסגרות מתכת-אורגניות חד-גבישיות

פרוטוקול מוצג לסינתזה של ננו-חומרים זוהרים מתמידים (PLNPs) ויישומם הפוטנציאלי בתצוגות לצריבה חוזרת ובעיבוד אמנותי תוך ניצול אפקט הזוהר שלאחר מכן תחת קרינת אור אולטרה סגול (365 ננומטר).

סינתזה של ננו-חלקיקים זוהרים מתמידים עבור תצוגות לצריבה חוזרת ויישומי תאורה

מחקר זה בוחן את המדידות האופטיות הסטנדרטיות של שני קרמיקה זוהרת מתמשכת: SAO-B (כחול) ו-SAO-G (ירוק), כגון תרמלומינסצנציה (TL) וזוהרת מתמשכת (PersL). על ידי שליטה בעומק מלכודת אלקטרונים, עבודה זו מחדשת שיטות דינמיות נגד זיופים בטמפרטורה ו'פתרון זמן'.

שליטה תלויה בפאזה בעומק המלכודת ובזוהר מתמשך בזרחן אלומינאט סטרונציום

למדו לסנתז ננוקריסטלים מסטול לנתניד Upconversion בעלי ליבה-קליפה בשיטת שיקוע משותף בטמפרטורה גבוהה. שיטה זו מאפשרת שינויי פני שטח ביואופטיים להפעלת תעלות יונים בקרבת אור תת-אדום בתאים חיים.

סינתזה של ליבה-קליפה מסטול לנתניד Upconversion Nanocrystals עבור אפליקציות לסלולר

גלה סרטונים נוספים