Questo articolo descrive un processo per la produzione di nanoparticelle polimeriche autoassemblate utilizzando la polimerizzazione a dispersione mediata dalla luce visibile. L'utilizzo della luce visibile a bassa energia per controllare la polimerizzazione consente la formazione riproducibile di micelle autoassemblate simili a vermi ad alto contenuto di solidi.
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Articolo metodologico
Sintesi facile di micelle vermiforme dalla luce visibile mediata polimerizzazione in dispersione Utilizzando Photoredox Catalyst
In questo articolo
Sommario
Abstract
Qui viene presentato un protocollo per la facile sintesi di micelle simili a vermi mediante polimerizzazione a dispersione mediata dalla luce visibile. Questo approccio inizia con la sintesi di un omopolimero idrofilo poli(oligo(etilenglicole) metil etere metacrilato) (POEGMA) mediante polimerizzazione reversibile RAFT (Addition-Fragmentation Chain-Transfer). In condizioni di lieve irradiazione della luce visibile (λ = 460 nm, 0,7 mW/cm2), questo agente di trasferimento a macro-catena (macro-CTA) in presenza di un catalizzatore fotoredox a base di rutenio, Ru(bpy)3Cl2 può essere esteso a catena con un secondo monomero per formare un copolimero a blocchi ben definito in un processo noto come Photoinduced Electron Transfer RAFT (PET-RAFT). Quando il PET-RAFT viene utilizzato per estendere a catena il POEGMA con il metacrilato di benzile (BzMA) in etanolo (EtOH), si formano in situ nanoparticelle polimeriche con diverse morfologie secondo un meccanismo di autoassemblaggio indotto dalla polimerizzazione (PISA). L'autoassemblaggio in nanoparticelle che presentano catene POEGMA alla corona e catene di poli(benzil metacrilato) (PBzMA) nel nucleo avviene in situ a causa della crescente insolubilità del blocco PBzMA nell'etanolo. È interessante notare che la formazione di micelle simili a vermi altamente puri può essere facilmente monitorata osservando l'insorgenza di un gel altamente viscoso in situ a causa di aggrovigliamenti di nanoparticelle che si verificano durante la polimerizzazione. Questo processo consente quindi una sintesi più riproducibile di micelle simili a vermi semplicemente monitorando la viscosità della soluzione durante il corso della polimerizzazione. Inoltre, lo stimolo luminoso può essere applicato in modo intermittente in modo ON/OFF, dimostrando il controllo temporale sulla morfologia delle nanoparticelle.
Introduzione
La sintesi di non sferiche (e altri) morfologie nanoparticelle è stata tradizionalmente realizzato utilizzando una procedura di auto-assemblaggio multistep iniziano la sintesi e la purificazione di diblock ben definita amfifilico (o multiblock) copolimeri. Una delle tecniche di auto-assemblaggio più comuni è diffuso da Eisenberg nel 1990 e comporta la dissoluzione del copolimero a blocchi anfifilo in un solvente comune per entrambi i blocchi polimerici seguita dalla lenta aggiunta di un selettivo solvente per uno dei blocchi 1-3 . Come si aggiunge il solvente selettivo (tipicamente acqua), il copolimero a blocchi subisce auto-assemblaggio per formare nanop....
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Protocollo
1. Sintesi e caratterizzazione di POEGMA macro-CTA
- Aggiungere oligo (glicole etilenico) metil etere metacrilato (OEGMA) (12 g, 4 × 10 -2 mol), 4-ciano-4- (phenylcarbonothioylthio) pentanoico (CPADB) (0.224 g, 8 × 10 -4 moli), 2,2'-azobis (2-methylpropionitrile) (AIBN) (16,4 mg, 0,1 mmol) e 50 ml di acetonitrile (MeCN) per 100 ml pallone da fondo.
- Sigillare il pallone con un filo setto di gomma e acciaio di dimensioni adeguate e raffreddare il pallone da temperatura ambiente a <4 ° C in un bagno di ghiaccio-acqua.
- Deoxygenate il matraccio per 30 minuti facendo gorgogliare azoto direttamente nella miscela di reaz....
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Risultati
In questo studio, protocollo di polimerizzazione a due fasi viene utilizzato per la sintesi di micelle vermiformi utilizzando un approccio PISA (Figura 1). Nella prima fase, la polimerizzazione viene eseguita OEGMA ottenendo un POEGMA macro-CTA che può essere utilizzato come stabilizzatore nella fase di polimerizzazione successiva. Il ricavato di polimerizzazione PET zattera in condizioni di dispersione a causa l'insolubilità di PBzMA in etanolo che alla fine porta a.......
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Discussione
Questo protocollo visualizzato dimostra la capacità di controllare la formazione di micelle vermiformi semplicemente osservando l'insorgenza di comportamento simile a gel. L'utilità di questo approccio consiste nella capacità di monitorare formazione verme durante la polimerizzazione in confronto ad altri metodi. Questa procedura può essere eseguita utilizzando una polimerizzazione in due fasi dei due monomeri disponibili in commercio (OEGMA e BzMA) a cedere POEGMA- b -PBzMA copolimeri anfifilici dibloc.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
CB è grato per la sua Future Fellowship dall'Australian Research Council (ARC-FT12010096) e dall'UNSW Australia.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Acido 4-ciano-4- (fenilcarbonotiotioiltio)pentanoico (CPADB) | Sigma-Aldrich | 722995-5G | |
| Oligo(glicole etilenico) etere metilico metacrilato (OEGMA) | Sigma-Aldrich | 447935-500ML | Medio Mn 300, contiene 100 ppm MEHQ come inibitore, 300 ppm BHT come inibitore |
| 2,2′-Azobis(2-metilpropionitrile) (AIBN) | Sigma-Aldrich | ||
| Ru(bpy)3Cl2.6H2O | Sigma-Aldrich | 544981-1G | |
| Metacrilato di benzile (BzMA) | Sigma-Aldrich | 409448-1L | Contiene etere monometilico idrochinone come inibitore |
| Ossido di alluminio ( di base) | Chem-Supply Pty Ltd Australia | AL08371000 | |
| 95% Etanolo (EtOH) | Sucrogen Bio Etanolo | 80889 | |
| Acetonitrile (MeCN) | Chem-Supply Pty Ltd Australia | RP1005-G2.5L | |
| Tetraidrofurano (THF) | Chem-Supply Pty Ltd Australia | TA011-2.5L | |
| Petroleum Spirits (40-60 ° C) | Chem-Supply Pty Ltd Australia | PA044-2.5L | |
| Etere dietilico | Chem-Supply Pty Ltd Australia | EA0362.5L | |
| Dimetilacetammide (DMAc) | VWR International Australia | ALFA22916. M1 | Per analisi GPC |
| Pipette Pasteur (230 mm) | Labtek | 355.050.503 | |
| Bicchieri di vetro | Labtek | 025.01.902 (2L)/ 2110654 (1L) | 2 Il becher L serve per il fissaggio di strisce LED per formare il reattore circolare |
| Striscia LED commerciale | EcoLab | n/a | λ = 460 nm, 4,8 W/m |
| 4 ml Fiale di vetro | Labtek | APC502214B | |
| 0,9 ml Cuvetta di quarzo | Starna Scientific Ltd | 21/Q/2 | |
| Ago (0,8 mm x 38 mm) | Beckton Dickson | 302017 | Per reazioni di deossigenazione |
| Ago (0,8 mm x 120 mm) | B Braun Australia | 4665643 | Per reazioni di deossigenazione |
| Setti con tappo a manicotto (setto di gomma) | Sigma-Aldrich | z564680/z564702 | |
| Piastre riscaldanti di agitazione | VWR International Australia/In Vitro Technologies | 97018-488/RADRR91200 | |
| Miscelatore a vortice | VWR International Australia | 412-0098 | |
| Forno a vuoto | In Vitro Tecnologie | MEMVO200 |
Riferimenti
- Yu, Y., Eisenberg, A. Control of Morphology through Polymer−Solvent Interactions in Crew-Cut Aggregates of Amphiphilic Block Copolymers. J. Am. Chem. Soc. 119 (35), 8383-8384 (1997).
- Zhang, L., Eisenberg, A.
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Ristampe e permessi
