In questo protocollo, la sintesi di punti quantici (QD) InP/ZnS privi di Cd è dettagliata. I QD basati su InP stanno guadagnando popolarità a causa della tossicità degli ioni Cd2+ che possono essere rilasciati attraverso la degradazione delle nanoparticelle. Dopo la sintesi, i QD vengono solubilizzati in acqua utilizzando un polimero anfifilico per l'uso in applicazioni biomediche.
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Articolo metodologico
Sintesi di Cd-libera InP / ZnS Quantum Dots adatto per applicazioni biomediche
In questo articolo
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Sommario
Abstract
I nanocristalli fluorescenti, in particolare i punti quantici, sono stati uno strumento utile per molte applicazioni biomediche. Per un uso efficace nei sistemi biologici, i punti quantici dovrebbero essere altamente fluorescenti e di dimensioni piccole/monodisperse. Sebbene i punti quantici a base di cadmio comunemente usati possiedano queste qualità, sono potenzialmente tossici a causa del possibile rilascio di ioni Cd2+ attraverso la degradazione delle nanoparticelle. I punti quantici a base di indio, in particolare InP/ZnS, sono stati recentemente esplorati come una valida alternativa ai punti quantici a base di cadmio a causa delle loro caratteristiche di fluorescenza e dimensioni relativamente simili. La sintesi qui presentata utilizza tecniche standard di iniezione a caldo per un'efficace crescita delle nanoparticelle; Tuttavia, le proprietà delle nanoparticelle come le dimensioni, la lunghezza d'onda e l'intensità di emissione possono cambiare drasticamente a causa di piccoli cambiamenti nelle condizioni di reazione. Pertanto, le condizioni di reazione come la temperatura, la durata della reazione e la concentrazione dei precursori devono essere mantenute con precisione per produrre prodotti riproducibili. Poiché i punti quantici non sono intrinsecamente solubili in soluzioni acquose, devono anche subire modifiche superficiali per conferire solubilità in acqua. In questo protocollo, un polimero anfifilico viene utilizzato per interagire sia con i ligandi idrofobici sulla superficie del punto quantico che con le molecole d'acqua del solvente sfuso. Qui, viene fornito un protocollo dettagliato per la sintesi di punti quantici InP/ZnS altamente fluorescenti adatti per l'uso in applicazioni biomediche.
Introduzione
Punti quantici (QDs) sono semiconduttori nanocristalli che presentano proprietà fluorescenti quando irradiato con luce 1. A causa delle loro piccole dimensioni (2-5 nm), che è simile a molte biomolecole più grandi, e facilità di biofunzionalizzazione, QD sono uno strumento estremamente interessante per applicazioni biomediche. Hanno trovato l'uso in etichettatura biologica, imaging singola molecola live-cell, la somministrazione di farmaci, imaging in vivo, il rilevamento degli agenti patogeni, e il monitoraggio delle cellule, tra molti altri usi 2-8.
QD basata su CD sono stati più comunemente usato in a....
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Protocollo
1. Sintesi di fosfuro di indio / solfuro di zinco (INP / ZnS) Quantum Dots
- Sintesi di fosfuro di indio (InP) Quantum Dot Cores
- Montare un fondo da 100 ml rotondo, 3-collo, pallone con un condensatore da 12 pollici. Aggiungere 30 ml oleilammina (OLA), 0,398 g di indio (III) cloruro (compresi 3), 0,245 g di zinco (II) cloruro (ZnCl 2) e mescolare mentre evacuare a temperatura ambiente usando un vuoto per 1 ora. La soluzione deve apparire incolore con un precipitato bianco.
- Utilizzando un mantello di riscaldamento con una termocoppia e regolatore di temperatura proporzionale-integrale-derivativa (PID),....
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Risultati
I nuclei InP non rivestiti non dimostrano sostanziale fluorescenza visibile ad occhio. Tuttavia, InP / ZnS (core / shell) punti quantici sembrano fluorescenza brillantemente ad occhio sotto irraggiamento UV. La fluorescenza di InP / ZnS QD è stato caratterizzato mediante spettroscopia di fluorescenza. Lo spettro di fluorescenza della QDs in esani (figura 1) eccitato a 533 nm mostra un picco principale centrato a 600 nm con una larghezza a metà massimo (FWHM) di 73 nm. Me.......
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Discussione
dettagli Questo protocollo sintesi altamente fluorescenti QD InP / ZnS che possono essere utilizzati in molti sistemi biologici. I prodotti QD sintetizzati qui esposti un singolo picco di emissione di fluorescenza centrato a 600 nm con una FWHM di 73 nm (figura 1), che è paragonabile ad altre sintesi precedentemente descritti 12. Tempo di reazione e temperatura di reazione sono passi estremamente importanti a causa del loro effetto profondo sulla qualità sintesi QD e ripetibilità. Dopo solubi.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Gli autori ringraziano il Dipartimento di Chimica e il laureato in Missouri State University per il loro sostegno di questo progetto. Riconosciamo anche la microscopia Laboratorio Electron presso il Laboratorio Nazionale di Federico per la Ricerca sul Cancro per l'utilizzo del loro microscopio elettronico a trasmissione e griglie di carbonio rivestiti.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Oleylamine | Acros | 129540010 | |
| Cloruro di zinco (II) | Sigma | 030-003-00-2 | |
| Cloruro di indio (III) | Chem-Impex | 24560 | |
| Tris(dimetilammino)fosfina | Encompass | 50-901-10500 | |
| 1-dodecanetiolo | Acros | 117625000 | |
| Hexanes | Fisher Sci | H292-4 | |
| Acetone | TransChemical | UN 1090 | |
| Zinco Stearato | Aldrich Chem | 307564-1KG | |
| Tetraidrofurano | Acros | 34845-0010 | |
| Acqua molecolare | Fisher Sci | BP2470-1 | |
| Poli(anirdride maleico-alt-1-tetradecene), 3-(dimetilammino)-1-propilammina | derivato Sigma | 90771-1G | |
| Acido borico | Fisher Sci | BP168-500 | |
| Tetraborato di sodio Decaidrato | Fisher Sci | BP175-500 | |
| Rodamina B | Aldrich Chem | R95-3 | |
| Azoto gassoso | Airgas | UN1066 | |
| Trypan blue | Thermo Sci | SV30084.01 | |
| Siringa Luer-lock in plastica da 3 ml | BD | 309657 | |
| Luer-lock Needle | Air-Tite | 8300014471 | 4 pollici, 22 gauge |
| 50 ml tubo da centrifuga in polipropilene | Falcon | 352098 | |
| flacone da centrifuga da 250 ml | Thermo Sci | 05-562-23 | Nalgene PPCO |
| 5 ml provette da centrifuga | Argos-Tech | T2076 | |
| 1,5 ml | Bio Plas | 4150 | |
| 0,1 μ m Filtro per siringa | Whatman | 6786-1301 | Puradisc Filtro in nylon da 13 mm |
| Slide-A-Lyzer MINI Unità di dialisi | Thermo Sci | 69590 | 20.000 MWCO |
| Evaporatore rotante | Heidolph | ||
| Centrifuge 5072 | Eppendorf | Secchio oscillante con 50 Adattatori per tubi ml | |
| Spettrometro UV/VIS Lambda 650 Spettrofotometro | UV-Vis | Perkin Elmer | |
| LS 55 Spettrometro a fluorescenza | Perkin Elmer | Fluorimetro | |
| Axio Observer.A1 | Microscopio a epifluorescenza Zeiss | ||
| AxioCam MRm | Fotocamera CCD Zeiss | ||
| Microscopio Tecnai TF20 | FEI | Miscroscopio elettronico a trasmissione | |
| TEM Eagle CCD | FEI | TEM CCD Camera | |
| NanoBrook Omni DLS | Brookhaven | Strumento di diffusione dinamica della luce |
Riferimenti
- Alivisatos, A. P. Semicondictor clusters, nanocrystals, and quantum dots. Science. 271 (5251), 933-937 (1996).
- Michalet, X., et al. Quantum dots for live cells, in vivo imaging, and diagnostics. Science. 307 (5709), 538-544 (2005).
- Jaiswal, J. K., Mattouss....
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Ristampe e permessi
Errata corrige
Formal Correction: Erratum: Synthesis of Cd-free InP/ZnS Quantum Dots Suitable for Biomedical Applications
Posted by JoVE Editors on 2/29/2016. Citeable Link.
A correction was made to: Synthesis of Cd-free InP/ZnS Quantum Dots Suitable for Biomedical Applications. There was an error with an author's given name. The author's name was corrected to:
Katye M. Fichter
from:
Kathryn M. Fichter
