Name: Controllo della dimensione, forma e stabilità dei polimeri supramolecolari in acqua (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-08-02T12:00:00.000+00:00
Duration: 16 min 24 s
Description: Scopri come controllare dimensione, forma e stabilità di polimeri supramolecolari in acqua mediante spettroscopia CD e criomicroscopia elettronica. Questo metodo rivela i meccanismi di transizione sfera-bastoncello per applicazioni in bio-nanotecnologia.

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

playerTrialDesktop

Gli autori ringraziano Marko Nieuwenhuizen per l&#39;assistenza con la DOSY-NMR.

<img alt="Schema 1" src="/files/ftp_upload/3975/3975scheme1.jpg" /> Schema 1. Auto-assemblaggio di BTA basati discotici in tampone citrato in aggregati sferici dimostrano diametro di circa 5 nm, a concentrazioni millimolare di building block. Aumentando la forza ionica con l&#39;aggiunta di NaCl risultati nella formazione di aste allungati con un diametro di circa 3 nm e la lunghezza&gt; 25 nm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/3975/3975scheme1large.jpg" target="_blank">per vedere figura maggiore</a> . 1. Preparazione di una BTA-Gd (III) Soluzioni DTPA per la spettroscopia CD e misurazione della temperatura-dipendente Spectra CD come una funzione della concentrazione di NaCl <ol><li> Preparare un tampone citrato 100 mM (pH 6,0). </li><li> Preparare una 100 mM tampone citrato (pH 6,0) con 2 M NaCl. </li><li> Sciogliere 0,254 mg di BTA-Gd (III) DTPA (MW = 3184 g • mol -1) in 10 ml di 100 mM di tampone citrato, target concentrazione di 8 • 10 -3 mm di BTA-Gd (III) DTPA. </li><li> Sonicare la soluzione per 5 minuti. </li><li> Riempire una cuvetta 1 centimetro UV con la soluzione e misurare uno spettro CD da 230 a 350 nm e una curva di raffreddamento CD alla banda alta intensità CD (ad esempio À = 269 nm) 363-283 K ad una velocità di 1 K min - 1. </li><li> Aggiungere lo stesso volume di 2 M NaCl soluzione tampone al citrato soluzione tamponata di BTA-Gd (III) DTPA per aumentare la forza ionica di 1 M NaCl, diluendo i discotici alla metà della concentrazione, concentrazione target 4 • 10 -3 mM di BTA-Gd (III) DTPA. </li><li> Vortex la soluzione con maggiore forza ionica per 5 minuti. </li><li> Misurare uno spettro CD da 230 a 350 nm e una curva di raffreddamento CD alla banda alta intensità CD 363-283 K ad una velocità di 1 K min -1. </li></ol> 2. Montaggio delle T-dipendenti CD dati ad un modello per T-dipendonoent self-assembly <ol><li> I dati grezzi del CD sono stati esportati in origine 8.5 e normalizzato. Questo è stato ottenuto definire l&#39;effetto CD alla massima temperatura misurata come uguale a 0, e l&#39;effetto CD alla temperatura minima misurata come uguale a 1. Poiché la grandezza del CD-effetto è proporzionale al grado di aggregazione 8, i CD-curve normalizzate sono proporzionali al grado di aggregazione. </li><li> I dati normalizzati sono stati montati utilizzando l&#39;opzione non lineare curva in OriginPro 8,5 con un T-dipendente di auto-assemblaggio modello derivato da van der Schoot 8,9. In questo modello, una nucleazione e un regime di allungamento si distinguono. Innanzitutto il grado di aggregazione in regime allungamento (T &lt;T e) è stato montato, secondo la seguente equazione: </li></ol><img alt="Equazione 1" src="/files/ftp_upload/3975/3975eq1.jpg" /> Sopra equazione contiene (accanto alla temperatura variabile, T, e il grado di Aggregation e Φ n) tre parametri, cioè l&#39;entalpia di allungamento e h, l&#39;allungamento e temperatura T (la temperatura alla quale l&#39;auto-assemblaggio inizia) e il parametro Φ SAT, che viene introdotto a garantire che Φ n / Φ SAB fa non superiore all&#39;unità, che consegue il vincolo che il grado di aggregazione non può superare l&#39;unità. Montaggio rende l&#39;entalpia di allungamento e h (J / mol) e l&#39;allungamento e temperatura T (K) che caratterizzano l&#39;auto-assemblaggio delle molecole di una data concentrazione. Durante il montaggio, un sistema di ritenuta devono essere rispettate e cioè che solo il grado di aggregazione a temperature inferiori a T e deve essere montato, dato che l&#39;equazione 2.1 è valida solo in regime di allungamento. Successivamente, il grado di aggregazione trovato sperimentalmente nelregime nucleazione può essere montato, usando la seguente equazione: <img alt="Equazione 2" src="/files/ftp_upload/3975/3975eq2.jpg" /> Sopra equazione contiene (accanto alle variabili T e Φ n) quattro parametri, di cui tre già sono stati determinati con l&#39;equazione 2.1; cioè l&#39;entalpia h e di allungamento, l&#39;allungamento e la temperatura T e il parametro Φ SAT. L&#39;unico parametro ignoto è il K un valore che descrive la cooperatività della fase di nucleazione, che si trova inserendo il grado sperimentalmente trovato di aggregazione per temperature superiori a T e. 3. Preparazione BTA-Gd (III) Soluzioni DTPA per microscopia elettronica a trasmissione e visualizzazione dei polimeri supramolecolari via criogenica TEM <ol><li> Preparare due tamponi: a 100 mM tampone citrato (pH 6,0) e 100 mM tampone citrato (pH 6,0) wesimo 5 M NaCl. </li><li> Sciogliere 0,318 mg di BTA-Gd (III) DTPA (MW = 3184 g • mol -1) in 0,1 ml di ciascuno dei buffer preparati, concentrazione obiettivo 1 mM di BTA-Gd (III) DTPA. </li><li> La vetrificazione campione per criogenico TEM viene effettuata utilizzando un robot automatico vetrificazione (FEI Vitrobot Mark III). Griglie CryoTEM (R2 / 2 Quantifoil griglie Jena dal Quantifoil Micro Tools GmbH) sono plasma superficie trattata prima della procedura di vetrificazione con un Cressington 208 operativo verniciatura di carbonio a 5 mA per 40 s. La soluzione acquosa viene quindi applicato sulla griglia durante vetrificazione su un sistema automatizzato FEI Vitrobot. Ciò comporta l&#39;applicazione del campione sulla griglia, blotting di liquido in eccesso per creare una pellicola sottile della soluzione acquosa sulla griglia e vetrificazione successiva immergendo la griglia molto rapidamente in etano liquido. Dopo vetrificazione il campione viene tenuto in azoto liquido e trasferiti manualmente sulla cassetta caricatore, anche Cooled con azoto liquido. La cassetta viene quindi inserito nel caricatore del TEM. Tutto questo viene fatto manualmente. </li><li> Gli esperimenti cryoTEM vengono eseguiti sul TU / e cryoTitan (FEI), ( <a href="http://www.cryotem.nl" target="_blank">www.cryotem.nl</a> ). Il TU / e cryoTitan è dotato di un campo di emissione pistola (FEG) operando a 300 kV. Le immagini sono state registrate con un 2K x 2K Gatan telecamera CCD dotata di un post colonna Gatan filtro di energia (GIF). </li></ol> 4. 1 H-NMR Dosy Misure di sferico auto-assemblato BTA-Gd (III) DTPA a bassa forza ionica <ol><li> Preparare una 50 mM d 6-succinato tampone in D 2 O (&#39;pH 6,0&#39;), il tampone viene preparata sciogliendo d 6-acido succinico in D 2 O, seguita regolando il pH a 6,0 con 1 M in ND 4 OD D 2 O. La concentrazione finale di 50 mM succinato era regolato con ulteriore D 2 O. </li><li> Poiché Gd (III) è altamente paramagnetico1 e segnali H verrebbe in tal modo notevolmente allargato, Gd (III) è stato sostituito Y (III). </li><li> Sciogliere 2,98 mg di BTA-Y (III) DTPA (MW = 2979 g • mol -1) in 1 mL di un 50 mm d 6-succinato tampone in D 2 O (&#39;pH 6,0&#39;), concentrazione di 1 mM bersaglio BTA- Y (III) DTPA. </li><li> I 1 H-NMR Dosy misurazioni vengono eseguite su un Varian Unity Inova 500 spettrometro dotato di 5 mm ID-PFG sonda Varian. Gli esperimenti Dosy sono state condotte utilizzando la DOSY one-shot (Doneshot, Varian) sequenza di impulsi. I gradi 90 volte und impulsi di miscelazione sono stati adattati di conseguenza. Gli spostamenti chimici sono stati riferimento utilizzando lo spostamento chimico del 3 - (trimetilsilil) propionico-2, 2,3,3 - [D 4] sale sodico dell&#39;acido (TMSP). </li><li> L&#39;auto-diffusione di HDO è stato utilizzato per calibrare le misurazioni, è noto dalla letteratura che l&#39;auto-diffusione di HDO in D 2 O a 298 K è 19,0 × 10-9 m 2 </sup&gt; • s -1. Come riferimento, l&#39;auto-diffusione di HDO in D 2 O è stata misurata in un 2 VARIAN Hz D 2 O campione standard e calibrato al suo valore standard. Il modello usato per calcolare il raggio idrodinamico R H degli aggregati è il Stokes-Einstein per la diffusione di una particella sferica. </li></ol> 5. Risultati rappresentativi 1 H-NMR e DOSY misurazioni SAXS su BTA-M (III)-DTPA: oggetti sferici in tampone citrato Il carattere ionico delle periferiche Gd (III) introduce frustrazione nel unidimensionale crescita dei monomeri discotici cui nucleo è progettato per polimerizzare in allungati astiformi aggregati. L&#39;equilibrio tra le interazioni attrazione e di repulsione controlla la dimensione e la forma degli aggregati (Schema 2). <img alt="Schema 2" src="/files/ftp_upload/3975/3975scheme2.jpg" /> Schema 2. Una tecnica efficace per determinare la dimensione e la forma delle particelle in soluzione è sincrotrone fonte piccolo angolo X-ray scattering (SAXS). BTA-Gd (III)-DTPA è stato disciolto in una soluzione tampone citrato ed i profili SAXS sono stati registrati e montato nella regione 0,01 &lt;q &lt;0,1 Å -1. Una pendenza tendente a zero nella regione di bassa q (q &lt;0,06 Å -1) indica una mancanza di anisotropia nella forma aggregata, suggerendo la presenza di oggetti sferici (Figura 1). I dati misurati a diverse concentrazioni sono stati montati utilizzando un fattore di forma sferica omogenea monodisperse portando ad un raggio calcolato, R, di 3,2 nm. Il raggio calcolato geometrica di monomerica discotici BTA-Gd (III)-DTPA è 3,0 nm, il che suggerisce la presenza di aggregati con un rapporto vicino a 1. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/3975/3975fig1.jpg" /> Figura 1. Profili SAXS per BTA-Gd (III)-DTPA in tampone citrato (100 mM, pH 6) a 0,5 e 1,0 mM (in alto). DOSY NMR del BTA-Y (III)-DTPA in 50 mM d 6-succinato buffer 1,0 mm (in basso). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/3975/3975fig1large.jpg" target="_blank">Clicca qui per ingrandire la figura</a> . Al fine di fornire ulteriori prove per la forma sferica e nanometro dimensioni delle auto-assemblati oggetti, abbiamo effettuato 1 H-diffusione ordinato NMR (1 H-NMR DOSY) (Figura 1). DOSY-NMR permette di determinare i coefficienti di diffusione degli aggregati, da cui il raggio idrodinamico (R H) possono essere calcolate. Poiché Gd (III) è altamente paramagnetico e 1 H segnali verrebbe in tal modo notevolmente allargato, abbiamo cambiato Gd (III) per diamagnetico Y (III). I coefficienti di diffusione della amphiphile diamagnetico aggregato discotici in un buffer succinato deuterato (50 mM, PH 6, c = 1 mM) è stato determinato essere 0.69x10-10 m 2 s -1. Via di Stokes-Einstein, possiamo calcolare un raggio idrodinamico R H di 2.9 nm per gli oggetti discreti di dimensione sferica (Tabella 1). Questo formato è in eccellente accordo con il valore ottenuto dai dati SAXS per BTA-Gd (III)-DTPA. <table border="1"><tbody><tr><td> BTA-M (III)-DTPA [Mm] </td><td> D t uno [10 -10 m 2 s -1] </td><td> R H uno [Nm] </td><td> R b [Nm] </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 0,69 </td><td> 2,9 </td><td> 3,2 </td></tr></tbody></table> uno da DOSY; b da SAXS Risultati Tabella 1. Di SAXS e misure Dosy per BTA-M (III)-DTPA. Cryo-TEM il BTA-Gd (III)-DTPA: da oggetti sferici a nanotubi di forma allungata Ulteriore prova per un controllo adeguato sulla lunghezza secondo una dimensione dello stack è stato ottenuto dalla crio-TEM micrografie. A causa della vetrificazione delle soluzioni acquose criogenico TEM conserva la morfologia strutturale dei autoassemblati aggregati ed evita essiccazione affetti relativa alla preparazione del campione convenzionale TEM. Figura 2 (a sinistra) mostra che BTA-Gd (III)-DTPA produce il sferica previsto oggetti con diametro di circa 6 nm ad una concentrazione di 1 mM, che conferma i risultati di SAXS e misure Dosy. Secondo questi risultati, siamo stati in grado di ottenere oggetti discreti auto-assemblati che possono essere considerati l&#39;equivalente supramolecolare di macromolecole dendritiche 10. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/3975/3975fig2.jpg" /> . Figura 2 Cryo-TEM immagini per BTA-Gd (III)-DTPA (a sinistra) 1 mm vetrificato a 298 K in tampone citrato (100 mM, pH 6), barra della scala rappresenta 50 nm;(A destra) 1 mM vetrificato a 298 K in tampone citrato (100 mM, pH 6) e una concentrazione complessiva di NaCl 5 M, barra della scala rappresenta 50 nm. Finora abbiamo lavorato solo in soluzioni tampone a bassa forza ionica. Tuttavia, se elettrostatiche forze repulsive della periferica caricata M (III)-DTPA complessi su BTA-Gd (III)-DTPA sono all&#39;origine della frustrato unidimensionale crescita, si prevede che aumentando la forza ionica dell&#39;ambiente tamponata, utilizzando un inerte 01:01 sale con controioni altamente idratati, dovrebbe ridurre le interazioni elettrostatiche e quindi un diverso tipo di auto-assemblato oggetto deve essere formato. In tampone citrato comprendente 5 M NaCl questo effetto è stato effettivamente osservata (figura 2, destra). La formazione di elevato allungamento astiforme polimeri supramolecolari è chiaramente osservata in Cryo-TEM microscopio ad alta forza ionica. Lo screening elettrostatica è la spiegazione più probabile per questo risultato. I cambiamenti di forma da una SPHEaggregato mochimico di circa 6 nm di diametro di aste allungate con diametro di 6 nm e la lunghezza di fino a diverse centinaia di nanometri. Misurazioni CD di BTA-Gd (III)-DTPA: accendere cooperativa di auto-assemblaggio aumentando la forza ionica Dicroismo circolare (CD) spettroscopia misura la differenza di assorbimento tra mancini e destri luce polarizzata circolarmente. Quando un oggetto elicoidale ha un senso preferito elicoidale, a sinistra e mano destra luce circolarmente polarizzata sarà assorbita in misura diversa, quindi dando luogo ad un CD-effetto. Poiché i legami idrogeno intermolecolari formato tra consecutive BTA-Gd (III)-DTPA negli aggregati, sono allineati in modo elicoidale e il centro stereogenico alla L-fenilalanina porzione favorisce un senso elicoidale sull&#39;altra, ci aspettiamo un CD chiaro spettro di BTA-Gd (III)-DTPA aggregati base 11,12. Inoltre, in funzione della temperatura spettroscopia CD è un potentestrumento per valutare l&#39;auto-assemblaggio del meccanismo BTA-Gd (III)-DTPA polimerizzazione e permette di trarre conclusioni sulla stabilità degli aggregati formate 13. Come esempio, la temperatura ambiente spettri CD di BTA-Gd (III)-DTPA (mM 8x10 -3 o mM 4x10 -3 in un tampone 100 mM citrato) con concentrazione salina crescente (0 M NaCl di 1,0 M NaCl) sono riportati in figura 3A. Sebbene una concentrazione significativamente inferiore è applicato per le misurazioni CD, l&#39;effetto Cotton chiaro indica la presenza di aggregati intatte, anche a concentrazioni micromolari. La forma delle modifiche spettro dei CD sulla aumentando la concentrazione salina, che è una buona indicazione di interazioni ridotte alla periferia del pacco e migliore imballaggio dei discotici. Inoltre, le curve di raffreddamento CD delle stesse soluzioni (363-283 K, misurato a λ = 269 o 278 nm) mostrano differenze tra le forme (Figura 3B). L&#39;APT-madre e la temperatura alla quale inizia aggregazione-sposta a temperature superiori a maggiore concentrazione di sale e un meccanismo sempre cooperativa, caratterizzato da un aumento più brusco del CD-effetto, diventa evidente. Considerando che la curva di raffreddamento a 0 M NaCl è meglio descritta da un isodesmic auto-assemblaggio, la curva di raffreddamento a 1,0 M NaCl è tipico per una cooperativa auto-assemblaggio 14. Nel primo caso, tutte le costanti di associazione sono assunto pari, mentre nel secondo caso auto-assemblaggio avviene in almeno due fasi distinte. Nella prima fase, un &quot;nucleo&quot; deve essere formato che è energeticamente altamente sfavorevole. Dopo raffreddamento sotto di una temperatura critica di polimerizzazione, allungamento e la crescita esponenziale in polimeri supramolecolari di alto peso molecolare segue. Quantificare i parametri termodinamici di auto-assemblaggio di BTA-Gd (III)-DTPA a 0 e 1 M NaCl usando un modello cooperativo rivela chiaramente la diminuzione K &lt;sub&gt; a, che è l&#39;attivazione adimensionale costante 8. Valori più bassi per K uno indicano un più elevato grado di cooperatività nel auto-assemblaggio, che è espresso nella formazione di polimeri supramolecolari molto allungate come osservato in crio-TEM. <table border="1"><tbody><tr><td> BTA-Gd (III)-DTPA </td><td> C NaCl </td><td> K uno </td></tr><tr><td> 8 x10 -3 mm </td><td> 0 M </td><td> 5 10 -2 </td></tr><tr><td> 4 x10 -3 mm </td><td> 1 M </td><td> 1 -4 10 </td></tr></tbody></table> Tabella 2. Grado di cooperatività espressa da K a nella dipendente dalla temperatura auto-assemblaggio di BTA-Gd (III)-DTPA come una funzione della concentrazione di NaCl (C NaCl). <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/3975/3975fig3.jpg" /> Figura 3. BTA-Gd (III)-DTPA in tampone citrato 100 mM (c = 8 mM x10 -3 a bassa forza ionica e 4 mM x10 -3 ad alta forza ionica) A] spettri CD registrati a 293 K in funzione della forza ionica , c = 0 M NaCl - 1,0 M, il Δε ellitticità molare è calcolato come segue: Δε = CD-effetto / (CXL) in cui c è la concentrazione di BTA in mol L -1 e L è la lunghezza del percorso ottico in cm ; B] corrispondenti curve di raffreddamento Cd misurato a λ = 269 nm per 0 M NaCl e 278 nm per 1 M NaCl soluzioni espressa come il grado di aggregazione Φ n in funzione della concentrazione di NaCl c = 0 M NaCl - 1,0 M, Φ n è calcolato dividendo il CD-effetto misurato dal massimo CD-effetto.

<ol><li>Palmer, L. C., Stupp, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+self-assembly+into+one-dimensional+nanostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Acc.+Chem.+Res%22%5BJournal%5D)">Molecular self-assembly into one-dimensional nanostructures.</a> Acc. Chem. Res. 41, 1674-1684 (2008).</li>
<li>Janssen, P. G. A., Vandenbergh, J., van Dongen, J. L. J., Meijer, E. W., Schenning, A. P. H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ssDNA+templated+self-assembly+of+chromophores%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">ssDNA templated self-assembly of chromophores.</a> J. Am. Chem. Soc. 129, 6078-6079 (2007).</li>
<li>Bull, S. R., Palmer, L. C., Fry, N. J., Greenfield, M. A., Messmore, B. W., Meade, T. J., Stupp, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+templating+approach+for+monodisperse+self-assembled+organic+nanostructures%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">A templating approach for monodisperse self-assembled organic nanostructures.</a> J. Am. Chem. Soc. 130, 2742-2743 (2008).</li>
<li>Lortie, F., Boileau, S., Bouteiller, L., Chassenieux, C., Lauprêtre, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chain+stopper-assisted+characterization+of+supramolecular+polymers%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Chain stopper-assisted characterization of supramolecular polymers.</a> Macromolecules. 38, 5283-5287 (2005).</li>
<li>Wang, X., Guerin, G., Wang, H., Wang, Y., Manners, I., Winnik, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cylindrical+block+copolymer+micelles+and+co-micelles+of+controlled+length+and+architecture%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Cylindrical block copolymer micelles and co-micelles of controlled length and architecture.</a> Science. 317, 644-647 (2007).</li>
<li>Besenius, P., Portale, G., Bomans, P. H. H., Janssen, H. M., Palmans, A. R. A., Meijer, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlling+the+growth+and+shape+of+chiral+supramolecular+polymers+in+water%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Controlling the growth and shape of chiral supramolecular polymers in water.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 17888-17893 (2010).</li>
<li>Besenius, P., van den Hout, K. P., Albers, H. M. H. G., de Greef, T. F. A., Olijve, L. L. C., Hermans, T. M., de Waal, B. F. M., Bomans, P. H. H., Sommerdijk, N. A. J. M., Portale, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlled+supramolecular+oligomerisation+of+C3-symmetrical+molecules+in+water%3A+the+impact+of+hydrophobic+shielding%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Eur.+J%22%5BJournal%5D)">Controlled supramolecular oligomerisation of C3-symmetrical molecules in water: the impact of hydrophobic shielding.</a> Chem. Eur. J. 17, 5193-5203 (2011).</li>
<li>Smulders, M. M. J., Schenning, A. P. H. J., Meijer, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Insights+into+the+mechanisms+of+cooperative+self-assembly%3A+the+sergeants-and-soldiers+principle+of+chiral+and+achiral+C3-symmetrical+discotic+triamides%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Insights into the mechanisms of cooperative self-assembly: the sergeants-and-soldiers principle of chiral and achiral C3-symmetrical discotic triamides.</a> J. Am. Chem. Soc. 130, 606-611 (2008).</li>
<li>Jonkheijm, P., van der Schoot, P., Schenning, A. P. H. J., Meijer, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Probing+the+solvent-assisted+nucleation+pathway+in+chemical+self-assembly%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Probing the solvent-assisted nucleation pathway in chemical self-assembly.</a> Science. 313, 80-83 (2006).</li>
<li>Bosman, A. W., Janssen, H. M., Meijer, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((About+dendrimers%3A+structure%2C+physical+properties%2C+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">About dendrimers: structure, physical properties, and applications.</a> Chem. Rev. 99, 1665-1688 (1999).</li>
<li>Veld, M. A. J., Haveman, D., Palmans, A. R. A., Meijer, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sterically+demanding+benzene-1%2C3%2C5-tricarboxamides%3A+tuning+the+mechanisms+of+supramolecular+polymerization+and+chiral+amplification%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Sterically demanding benzene-1,3,5-tricarboxamides: tuning the mechanisms of supramolecular polymerization and chiral amplification.</a> Soft Matter. 7, 524-531 (2011).</li>
<li>Stals, P. J. M., Smulders, M. M. J., Martín-Rapín, R., Palmans, A. R. A., Meijer, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Asymmetrically+substituted+benzene-1%2C3%2C5-tricarboxamides%3A+self-assembly+and+odd-even+effects+in+the+solid+state+and+in+dilute+solution%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Eur.+J%22%5BJournal%5D)">Asymmetrically substituted benzene-1,3,5-tricarboxamides: self-assembly and odd-even effects in the solid state and in dilute solution.</a> Chem. Eur. J. 15, 2071-2080 (2009).</li>
<li>De Greef, T. F. A., Smulders, M. M. J., Wolffs, M., Schenning, A. P. H. J., Sijbesma, R. P., Meijer, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Supramolecular+polymerization%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Supramolecular polymerization.</a> Chem. Rev. 109, 5687-5754 (2009).</li>
<li>Smulders, M. M. J., Nieuwenhuizen, M. M. L., de Greef, T. F. A., Schoot, P. vander, Schenning, A. P. H. J., Meijer, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+to+distinguish+isodesmic+from+cooperative+supramolecular+polymerization%3F+Chem%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J%22%5BJournal%5D)">How to distinguish isodesmic from cooperative supramolecular polymerization? Chem.</a> Eur. J. 16, 362-367 (2010).</li>
<li>Besenius, P., Heynens, J. L. M., Straathof, R., Nieuwenhuizen, M. M. L., Bomans, P. H. H., Terreno, E., Aime, S., Strijkers, G. J., Nicolay, K., Meijer, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Paramagnetic+self-assembled+nanoparticles+as+supramolecular+MRI+contrast+agents%5BTitle%5D)+AND+%22Contrast+Media+Mol.+Imaging%22%5BJournal%5D)">Paramagnetic self-assembled nanoparticles as supramolecular MRI contrast agents.</a> Contrast Media Mol. Imaging. , Forthcoming (2012).</li>
</ol>

Non ci sono conflitti di interesse dichiarati.

Le amphiphiles discotici autoassemblanti discussi in questo contributo contenente il Gd (III)-DTPA complesso sono attualmente sotto inchiesta come nuovi risonanza magnetica (MRI) che combinano agenti ad alto contrasto con tempi di escrezione accordabili 15. Pertanto, i dettagli della loro auto- montaggio comportamento e la loro stabilità in diverse condizioni sono di importanza critica. La combinazione di spettroscopiche (CD e NMR), scattering (SAXS) e microscopia (crio-TEM) tecniche permette la visualizzazione delle strutture formate e la quantificazione dei parametri termodinamici. Questa combinazione di tecniche è generalmente applicabile per auto-assemblaggio di molecole, purché un senso preferenziale elicoidale nel sistema studiato permette una differenza di assorbimento di sinistra e destri luce polarizzata circolarmente.

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome del reagente / apparecchiatura </td><td> Azienda </td><td> Numero di catalogo </td><td> Comments </td></tr><tr><td> BTA-Gd (III)-DTPA </td><td></td><td></td><td> Made in-house </td></tr><tr><td> BTA-Y (III)-DTPA </td><td></td><td></td><td> Made in-house </td></tr><tr><td> CD spettroscopia </td><td> Jasco </td><td> Jasco J-815 spettropolarimetro </td><td></td></tr><tr><td> NMR </td><td> Varian </td><td> Varian Unity Inova 500 spettrometro </td><td> 5-mm-ID PFG sonda Varian </td></tr><tr><td> Cryo-TEM </td><td> FEI </td><td> cryoTitan TEM </td><td></td></tr><tr><td> SAXS </td><td> Olandese-belga beamline (BM26B) al Consiglio europeo di Synchotron Radiation Facility (ESRF) a Grenoble in Francia </td><td></td><td&gt; </td></tr></tbody></table>

controllo della dimensione, forma e stabilità dei polimeri supramolecolari in acqua

Controlling the Size, Shape and Stability of Supramolecular Polymers in Water

Per polimeri a base acquosa supramolecolari, il controllo simultaneo sulla forma, dimensione e la stabilità è molto difficile 1. Allo stesso tempo, la possibilità di farlo è molto importante in considerazione di una serie di applicazioni in funzionale materia soffice quali l&#39;elettronica, ingegneria biomedica e sensori. In passato, le strategie efficaci per controllare la dimensione e la forma di polimeri supramolecolari tipicamente concentrata sull&#39;uso di modelli 2,3, capperi finali 4 o 5 solventi selettivi tecniche. Qui si fornisce una strategia basata su amphiphiles discotici auto-assemblaggio che conduce al controllo sulla lunghezza e la forma della pila ordinata, aggregati colonnari chirali. Bilanciando le interazioni elettrostatiche repulsive sul cerchio idrofilo e attraenti non covalenti forze all&#39;interno del nucleo idrofobico del blocco dell&#39;edificio polimerizzazione, riusciamo a creare oggetti sferici di piccole e discrete 6,7. Increacantare la concentrazione di sale per schermare le cariche induce una sfera-to-rod transizione. Curiosamente, questa transizione è espresso in un aumento della cooperatività nel dipendente dalla temperatura meccanismo di auto-assemblaggio, e inerti più stabili sono ottenuti. Per il nostro studio abbiamo selezionare un benzene-1 ,3,5-tricarboxamide (BTA) nucleo collegato ad un chelato metallico idrofilo tramite una idrofoba, fluorurato L-fenilalanina distanziatore base (Schema 1). Il chelato di metallo selezionato è un complesso di Gd (III)-DTPA che contiene due cariche complessive rimanenti per complessi e necessariamente due contro ioni. Il unidimensionale crescita dell&#39;aggregato è diretto da π-π stacking e intermolecolari legame idrogeno. Tuttavia, le forze repulsive elettrostatiche, che nascono dalle cariche sul (III)-DTPA Gd inizio complesso limitare il unidimensionale crescita del BTA-based discotici volta una certa dimensione viene raggiunta. A concentrazioni millimolari l&#39;aggregato è costituito un SPHEforma mochimico e un diametro di circa 5 nm dedotti dal 1 H-NMR, piccolo angolo X-ray scattering, e criogenico microscopia elettronica a trasmissione (TEM crio-). La forza delle interazioni elettrostatiche repulsive tra molecole può essere ridotto aumentando la concentrazione salina delle soluzioni tamponate. Questo screening delle cariche induce una transizione da aggregati sferici in barre allungate con una lunghezza&gt; 25 nm. Cryo-TEM permette di visualizzare i cambiamenti di forma e dimensione. Inoltre, CD spettroscopia permette di ricavare i dettagli meccanicistiche delle auto-assemblaggio processi prima e dopo l&#39;aggiunta di sale. È importante sottolineare che la cooperatività-una caratteristica fondamentale che determina le proprietà fisiche del prodotto supramolecolare i polimeri aumenta notevolmente sui screening delle interazioni elettrostatiche. Questo aumento di risultati cooperatività in un significativo aumento del peso molecolare dei polimeri formati sopramolecolari in acqua.

L&#39;obiettivo di questo esperimento è quello di determinare e controllare la dimensione, la forma e la stabilità del amphiphiles discotici auto-assemblati in acqua. Per polimeri a base acquosa supramolecolari tale livello di controllo è molto difficile. Noi applichiamo una strategia con entrambe le interazioni ripugnante e attraente. Le tecniche sperimentali applicate a caratterizzare questo sistema sono ampiamente applicabile.

Controllo della dimensione, forma e stabilità dei polimeri supramolecolari in acqua

Per i polimeri supramolecolari a base acquosa, il controllo simultaneo della forma, delle dimensioni e della stabilità è molto difficile1. Allo stesso tempo, la capacità di fare...

L'obiettivo generale del seguente esperimento è controllare le dimensioni, la forma e la stabilità di nanoparticelle dinamiche supramolecolari in acqua. Questo risultato si ottiene progettando amplificatori dicotici che si autoassemblano o polimerizzano, le cui strutture molecolari sono progettate per presentare interazioni sia attrattive che repulsive. Ciò determina un meccanismo di crescita frustrata che porta alla formazione di nanoparticelle autoassemblate in acqua con una forma sferica controllata.Come secondo passaggio, viene aumentata la concentrazione di sale nella soluzione acquosa, il che indebolisce le interazioni repulsive codificate nella struttura molecolare del disco amphi. Questo induce una transizione da sfera a bastoncino; indagini spettroscopiche di dicromismo circolare (CD) dipendenti dalla temperatura vengono effettuate per rivelare i meccanismi alla base di tale transizione da sfera a bastoncino. Inoltre, una combinazione di tecniche analitiche come la microscopia elettronica a trasmissione criogenica e la risonanza magnetica nucleare viene utilizzata per misurare e visualizzare la transizione da un tipo di aggregato all'altro. I risultati ottenuti mostrano che la transizione da sfera a bastoncino si manifesta in un potenziamento della cooperatività nella polimerizzazione supramolecolare.Questo fenomeno ha origine da una transizione da un processo anti-cooperativo in nanoparticelle di dimensioni limitate a un meccanismo completamente cooperativo di nucleazione ed allungamento, che in questo caso porta alla formazione di polimeri supramolecolari molto grandi, ovvero nanostrutture dinamiche a forma di bastoncino. Il principale vantaggio dell'abbinare tecniche spettroscopiche come la spettroscopia CD, la diffrazione a raggi X a piccolo angolo e la risonanza magnetica nucleare con tecniche microscopiche come la criomicroscopia è che consente di misurare e visualizzare le transizioni dei polimeri supramolecolari in acqua. Questi polimeri dinamici possono rispondere a stimoli esterni, come variazioni di temperatura, variazioni di forza ionica o cambiamenti del pH.La combinazione di questi metodi è ampiamente applicabile e può contribuire a rispondere a domande fondamentali nei campi della chimica molecolare e dei nanomateriali autoassemblati. Ad esempio, è possibile indagare la correlazione tra le dimensioni degli aggregati formati dall'autoassemblaggio di piccole unità molecolari e i meccanismi sottostanti di formazione. Le implicazioni di questa metodologia si estendono a un'ampia gamma di applicazioni biotecnologiche nanostrutturate.Il nostro interesse è rivolto in particolare al campo dell'imaging biomedico e allo sviluppo di agenti di contrasto nanostrutturati autorganizzanti, in cui un delicato equilibrio tra stabilità dell'aggregato, elevato contrasto e capacità di eliminazione degli agenti di contrasto autorganizzanti è di fondamentale importanza per il loro successo nell'uso clinico. Abbiamo avuto per la prima volta l'idea di combinare tecniche di caratterizzazione quando abbiamo capito che lievi variazioni nella struttura molecolare dei costituenti autorganizzanti possono portare a differenze fondamentali nel meccanismo di polimerizzazione supramolecolare. A illustrare la procedura sarà Paul Beaumont, esperto e responsabile delle strutture criogeniche 10 presso l'Università Tecnica di Trovan.Iniziare questo protocollo preparando una soluzione di BTA gadolinio DTPA in un tampone citrato 100 millimolare come descritto nel protocollo scritto. Insieme a questo video, riempire una cuvetta UV Q da un centimetro con la soluzione. Inserire la cuvetta nel portacuvette dello spettrometro circolare D crowism.Misurare uno spettro di CD da 230 a 350 nanometri. Successivamente, misurare una curva di raffreddamento CD alla banda di intensità massima da 363 a 283 kelvin a una velocità di un kelvin al minuto. Poi, aggiungere lo stesso volume di soluzione tampone di cloruro di sodio due molare alla soluzione tampone di citrato di BTA-DTPA di gadolinio.Questo aumenterà la forza ionica a un molarità di cloruro di sodio e diluirà i discos alla metà della concentrazione. Vortexare la soluzione con forza ionica aumentata per 40 secondi dopo l'aumento della forza ionica, quindi riacquisire uno spettro di CD da 230 a 350 nanometri. Successivamente, misurare una curva di raffreddamento in CD alla banda di CD con intensità massima da 363 a 283 kelvin a una velocità di un kelvin al minuto.Esportare i dati grezzi di CD in Origin 8.5. Normalizzare gli spettri definendo l'effetto CD alla temperatura più alta misurata come pari a zero e l'effetto CD alla temperatura più bassa misurata come pari a uno, poiché l'entità dell'effetto CD è proporzionale al grado di aggregazione; le curve di CD normalizzate sono quindi proporzionali al grado di aggregazione. I dati normalizzati vengono adattati utilizzando l'opzione di fitting di curva non lineare in Origin Pro 8.5 con un modello di autoassemblaggio dipendente dalla temperatura.In questo modello, si distinguono un regime di nucleazione e un regime di allungamento. In primo luogo, effettuare l'adattamento del grado di aggregazione nel regime di allungamento. In questa equazione, T rappresenta la temperatura variabile.PHI N è l'elicità netta, proporzionale al grado di aggregazione, e HE è l'entalpia molecolare di allungamento. T TE rappresenta la temperatura di allungamento, ovvero la temperatura alla quale l'autoassemblaggio inizia a diventare termodinamicamente favorevole. Il fattore di normalizzazione fiat è introdotto per garantire che Phi N diviso fiat non superi l'unità, come richiesto dal vincolo secondo cui il grado di aggregazione non può eccedere.L'adattamento con Unity permette di estrarre l'entalpia di allungamento in joule per mole e la temperatura di allungamento in Kelvin che caratterizza l'autoassemblaggio delle molecole per una data concentrazione. Quando si effettua l'adattamento, bisogna rispettare il vincolo per cui soltanto il grado di aggregazione a temperature inferiori a TE deve essere adattato, poiché l'equazione è valida unicamente nel regime di allungamento; dopo aver adattato la prima equazione, l'unico parametro incognito nell'equazione del regime di nucleazione è la costante di attivazione ka, che descrive la cooperatività della polimerizzazione supramolecolare. Per determinare la costante di attivazione, si adatta il grado di aggregazione ottenuto sperimentalmente a temperature superiori a TE nel regime di nucleazione.Cominciare preparando le soluzioni per la microscopia elettronica come descritto nel testo. Preparare brevemente due tamponi: un tampone citrato 100 millimolare e un tampone citrato 100 millimolare con cinque molarità di cloruro di sodio. Sciogliere il BTA gadolinio DTPA in 0,1 millilitri di ciascuno dei tamponi preparati per ottenere una concentrazione finale di un millimolare. Successivamente, trattare al plasma una griglia al foil di carbonio rivestita di carbonio utilizzando un C Resington 2 0 8 carbon coer funzionante a cinque milliampere per 40 secondi.La procedura di vetrificazione è un passaggio fondamentale della crio poiché garantisce che uno strato sottile di ISIS lucido prodotto sia adatto all'analisi TAM. La soluzione acquosa viene applicata sulla griglia durante la vetrificazione su un dispositivo automatizzato FEI vitro bot. Questo processo comprende l'applicazione del campione sulla griglia, l'eliminazione del liquido in eccesso per creare un film sottile della soluzione acquosa sulla griglia e la successiva vetrificazione immergendo rapidamente la griglia in etano liquido.Dopo la vetrificazione, trasferire la griglia trattata in azoto liquido per preservarla, quindi trasferire manualmente la griglia del campione in una cassetta dell'autocaricatore, anch'essa raffreddata con azoto liquido. Il passo successivo consiste nell'inserire la cassetta nel TUE cryo Titan, TEM auto Loader. Il TUE Cryo Titan è dotato di una sorgente a emissione di campo che opera a 300 chilovolt.La registrazione delle immagini TAM richiede esperienza e una manipolazione rapida. Questo perché il fascio di elettroni ad alta energia danneggia il campione durante l'acquisizione delle immagini. Registrare le immagini utilizzando una telecamera CCD dotata di un filtro energetico posteriore alla colonna. Poiché il gadolinio è fortemente paramagnetico e i segnali protonici verrebbero così notevolmente allargati, è stato utilizzato un diverso disco in cui il gadolinio è stato sostituito con ittrio diamagnetico e una soluzione di BT atrio.Viene preparato il DTPA. Calcolare quanti milligrammi di BT atrio DTPA, con un peso molecolare di 2.979 grammi per mole, sono necessari per raggiungere una concentrazione obiettivo di un millimolare. Procedere quindi a sciogliere la quantità determinata di BT atrio DTPA in tampone succinato 50 millimolare in D2O, dopo aver trasferito con una pipetta 0,6 millilitri della soluzione risultante in un tubo NMR per wilm, un LABAs.Inserire il campione in una cella di misura del spettrometro Nova 500 dotato di una sonda I-D-P-F-G da cinque millimetri di Varian. Eseguire gli esperimenti DOI come descritti nel testo, dopo aver registrato uno spettro NMR standard del protone, adattando l'impulso di 90 gradi e ottimizzando i tempi di miscelazione di conseguenza. Si utilizza la sequenza d'impulsi DOI in una singola acquisizione dopo aver determinato l'autodiffusione di HDO nella sonda di riferimento ovarica, e nel campione il coefficiente di diffusione degli aggregati viene determinato, a partire dal quale può essere calcolato il raggio idrodinamico.Infine, calcolare i raggi idrodinamici RH degli aggregati utilizzando la relazione di Stokes-Einstein per la diffusione di una particella sferica. Il carattere ionico dei complessi periferici di gadolinio DTPA introduce una frustrazione nella crescita unidimensionale dei monomeri a disco, il cui nucleo è progettato per polimerizzare in aggregati allungati simili a bastoncelli. L'equilibrio tra interazioni attrattive e repulsive controlla le dimensioni e la forma degli aggregati.Una tecnica potente per determinare la dimensione e la forma delle particelle in soluzione è la sorgente di sincrotrone. La diffusione di raggi X a piccolo angolo o sucks. Il BTA gadolinio DTPA è stato sciolto in una soluzione tampone citrato e i profili sucks sono stati registrati a due concentrazioni diverse.Un coefficiente angolare prossimo a zero nella regione a basso Q indica l'assenza di una forma definita e un comportamento isotropo nell'aggregato, suggerendo la presenza di oggetti sferici. I dati misurati a diverse concentrazioni sono stati analizzati utilizzando un fattore di forma sferico monodisperso omogeneo, ottenendo un raggio calcolato di 3,2 nanometri. Il raggio geometrico calcolato del disco monomerico BTA gadolinio DTPA è di 3,0 nanometri, coerente con la presenza di aggregati con un rapporto dimensionale prossimo a uno, fornendo ulteriore evidenza della forma sferica e delle dimensioni nanometriche degli oggetti autoassemblati.È stata eseguita una spettroscopia NMR ordinata per diffusione protonica. L'NMR DOI consente di determinare i coefficienti di diffusione degli aggregati supramolecolari dai quali può essere calcolato il loro raggio idrodinamico. Il coefficiente di diffusione dell'amplificato diamagnetico dicotico aggregato in un tampone succinato deuterato è stato determinato essere pari a 0,69 volte 10 alla potenza di meno 10 metri quadrati al secondo tramite la relazione di Stokes-Einstein.È stato calcolato un raggio idrodinamico di 2,9 nanometri per gli oggetti discreti di forma sferica. Questa dimensione è in ottimo accordo con il valore ottenuto dai dati SOX per il BTA gadolinio DTPA. Uln'ulteriore evidenza di un controllo efficace sulla lunghezza del pacchetto unidimensionale è stata ottenuta da micrografie criogeniche al microscopio elettronico a trasmissione (cryo TEM).Il complesso di gadolinio BTA-DTPA produce gli oggetti sferici previsti con diametri prossimi a sei nanometri a una concentrazione di un millimolare, il che conferma i risultati ottenuti mediante misurazioni di so e DOI. La formazione di polimeri supramolecolari a forma di bastoncino con elevato rapporto di aspetto è chiaramente osservabile nelle microfotografie criote a elevata forza ionica. La schermatura elettrostatica rappresenta la spiegazione più probabile di questo risultato.La forma cambia da un aggregato sferico di circa sei nanometri di diametro a bastoncelli allungati con un diametro di sei nanometri e una lunghezza fino a diverse centinaia di nanometri. Qui sono mostrati gli spettri circolari di dicromia (CD) a temperatura ambiente del BTA gadolinio DTPA con concentrazione crescente di sale. La concentrazione del BTA gadolinio DTPA è di otto per 10 alla meno tre millimolare a bassa forza ionica e di quattro per 10 alla meno tre millimolare ad alta forza ionica.Sebbene venga applicata una concentrazione significativamente più bassa per le misurazioni di CD, l'effetto cotoniero evidente indica la presenza di aggregati integri anche a concentrazioni micromolari. La forma dello spettro di CD cambia all'aumentare della concentrazione di sale, un buon indicatore di interazioni repulsive ridotte alla periferia degli stack e di un impacchettamento migliorato dei decos. Inoltre, le curve di raffreddamento di CD delle stesse soluzioni mostrano differenze distinte nella forma.La temperatura alla quale inizia l'aggregazione si sposta verso valori più elevati all'aumentare della concentrazione di sale. Diventa inoltre evidente un meccanismo sempre più cooperativo, caratterizzato da un aumento più brusco dell'effetto di CD, mentre la curva di raffreddamento in assenza di cloruro di sodio è meglio descritta da un modello di autoassemblaggio ISO smico indicativo di un processo anti-cooperativo. La curva di raffreddamento a 1,0 molare di cloruro di sodio è tipica di un processo di autoassemblaggio cooperativo e può essere descritta da un modello di nucleazione-allungamento che quantifica i parametri termodinamici dell'autoassemblaggio di BTA gadolinio DTPA a zero e a un molare di cloruro di sodio.L'utilizzo di un modello cooperativo rivela chiaramente la diminuzione di ka, ovvero la costante adimensionale di attivazione. Valori più bassi di KA indicano un grado maggiore di cooperatività nel processo di autoassemblaggio, che si manifesta nella formazione di polimeri supramolecolari altamente allungati. Come osservato in microscopia elettronica criogenica (cryo-TEM), nel tentativo di applicare le tecniche sperimentali dimostrate, è importante ricordare che soltanto una combinazione di metodi sperimentali consentirà di ottenere una descrizione complessiva significativa dei nanomateriali dinamici in esame.Dopo aver visionato questo video, dovreste avere una buona comprensione dell'ampia applicabilità del nostro approccio sperimentale combinato e di come possa contribuire a rispondere a domande fondamentali nel campo dei nanomateriali autoassemblati e dei super poemi.

controlling-size-shape-stability-supramolecular-polymers

Research

Ricerca

JoVE Journal

Engineering

Ingegneria

Questo lavoro descrive la formazione di microgel di poli(glicole etilenico) (PEG) tramite una reazione di precipitazione fotopolimerizzata. L'aumento del peso molecolare del PEG ha aumentato il diametro del microgel e il rapporto di rigonfiamento. Semplici adattamenti alla reazione di precipitazione del microgel PEG sono stati esplorati per future applicazioni di microgel come veicoli di somministrazione di farmaci e scaffold di ingegneria tissutale.

Caratteristiche dei microgel di polietilenglicole formati per precipitazione sono controllate dal peso molecolare dei reagenti

Le superfici nanometriche di isole marine composte da copolimeri a blocchi termoresponsivi sono state fabbricate con il metodo Langmuir-Schaefer per controllare l'adesione e il distacco spontaneo delle cellule. Sono stati visualizzati sia la preparazione della superficie che l'adesione e il distacco delle cellule sulla superficie.

Preparazione di Thermoresponsive Nanostrutturati Superfici Tissue Engineering

Viene descritto un protocollo per la sintesi e la caratterizzazione di colloidi rivestiti con frazioni supramolecolari. Questi colloidi supramolecolari subiscono l'autoassemblaggio dopo l'attivazione dei legami idrogeno tra le molecole ancorate alla superficie da parte della luce UV.

Sintesi e caratterizzazione di supramolecolari colloidi

Presentiamo un protocollo per formare rapidamente vescicole polimeriche giganti (pGV). In breve, le soluzioni polimeriche vengono disidratate su film di agarosio essiccati aderiti ai vetrini. La reidratazione dei film polimerici provoca una rapida formazione di pGV. Questo metodo fa progredire notevolmente la preparazione di vescicole giganti sintetiche per applicazioni dirette negli studi biomimetici.

Formare giganti di dimensioni Polymersomes Uso reidratazione Gel-assistita

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.

Sintesi facile di micelle vermiforme dalla luce visibile mediata polimerizzazione in dispersione Utilizzando Photoredox Catalyst

Non agitata polimerizzazione precipitazione fornisce un rapido, riproducibile approccio prototipazione alla sintesi di stimoli-sensibili poli (N -isopropylacrylamide) microgel di distribuzione dimensionale ristretta. In questa sintesi protocollo, luce caratterizzazione dispersione e unico rilevamento di fluorescenza delle particelle di questi microgel in una configurazione di microscopia a largo campo sono dimostrati.

Sintesi controllata e fluorescenza di monitoraggio altamente uniforme Poli (<em&gt; N</em&gt; -isopropylacrylamide) microgel

Qui, vi presentiamo un protocollo per preparare e visualizzare le strutture secondarie (ad esempio, le fibre, le architetture toroidali, e nano-sfere) derivati da policarbodiimidi elicoidali. La morfologia caratterizzata da microscopia a forza atomica (AFM) e microscopia elettronica a scansione (SEM) è stato mostrato dipendere struttura molecolare, concentrazione, ed il solvente di scelta.

Morfologie autoassemblanti Ottenuto da elicoidali policarbodiimide copolimeri e loro derivati ​​triazolici

Diversi metodi per manipolare architettura tridimensionale in idrogel a base di proteine vengono valutate qui rispetto alla proprietà del materiale. Le reti di macroporosa sono funzionalizzate con un peptide di cella-adesivo, e loro fattibilità in coltura cellulare viene valutata utilizzando due linee cellulari di modello diverso.

Facile manipolazione delle architetture in idrogel a base di proteine per applicazioni della coltura delle cellule

Questo articolo viene descritto un processo per la sintonizzazione la densità dimensioni e reticolazione di covalenza reticolato nanoparticelle dai poliesteri lineari contenenti funzionalità di sospensione. Adattando i parametri di sintesi (peso molecolare del polimero, incorporazione di funzionalità pendente e crosslinker equivalenti), una densità di dimensione e reticolazione di nanoparticella desiderato può essere raggiunto per le applicazioni di consegna di droga.

Nanosponge accordabilità in dimensioni e densità di reticolazione

Qui, presentiamo un protocollo per illustrare i processi di fabbricazione e gli esperimenti di verifica di un semi-three-dimensional (semi-3D) flusso di messa a fuoco chip microfluidico per formazione di goccioline.

Generazione di dimensione controllata poli (glicol etilenico) diacrilato goccioline tramite dispositivi microfluidici concentrandosi flusso Semi-3-dimensionale

I polimerici sono vescicole polimeriche autoassemblate che si formano in forme sferiche per ridurre al minimo l'energia libera di Gibb. Nel caso della somministrazione di farmaci, le strutture più allungate sono utili. Questo protocollo stabilisce metodi per creare più polimerisomi simili a barre, con proporzioni allungate, utilizzando il sale per indurre la pressione osmotica e ridurre i volumi delle vescicole interne.

Forma modulante di polimerisomi a base di poliestere utilizzando la pressione osmotica

Scopri come controllare dimensione, forma e stabilità di polimeri supramolecolari in acqua mediante spettroscopia CD e criomicroscopia elettronica. Questo metodo rivela i meccanismi di transizione sfera-bastoncello per applicazioni in bio-nanotecnologia.

Controllo della dimensione, forma e stabilità dei polimeri supramolecolari in acqua

Esplora altri video