超分子コロイドの合成とキャラクタリゼーション

Neus Vilanova; Isja De Feijter; Ilja K. Voets

doi:10.3791/53934

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方法論記事

超分子コロイドの合成とキャラクタリゼーション

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DOI：

10.3791/53934

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2016年4月22日

Neus Vilanova¹^,⁴ , Isja De Feijter¹^,²^,⁴ , Ilja K. Voets¹^,³^,⁴

¹Laboratory of Macromolecular and Organic Chemistry, Eindhoven University of Technology, ²Laboratory of Chemical Biology, Eindhoven University of Technology, ³Laboratory of Physical Chemistry, Eindhoven University of Technology, ⁴Institute for Complex Molecular Systems, Eindhoven University of Technology

この記事について

サマリー

超分子部分でコーティングされたコロイドの合成と特性評価のためのプロトコールが説明されています。これらの超分子コロイドは、表面に固定された分子間の水素結合がUV光によって活性化されると自己組織化します。

要約

コロイド集合体の制御は、フォトニクス、薬物送達、コーティング技術の用途に合わせた構造的および機械的特性を持つ機能性コロイド材料の開発にとって最も重要です。ここでは、ベンゼン-1,3,5-トリカルボキサミド(BTA)由来の超分子部分による表面官能化によって自己組織化が制御される超分子コロイドという造語のコロイドビルディングブロックの新しいファミリーを紹介します。このようなBTAは、他の同一のBTAと、指向性があり、強力でありながら可逆的な水素結合を介して相互作用します。ここでは、これらのBTAをコロイドに結合する方法、および超分子コロイドの多価性を決定する結合部位の数を定量化する方法を説明するプロトコルが提示されます。光散乱測定では、コロイドの屈折率が溶媒の屈折率とほぼ一致していることが示されており、これによりコロイド間のファンデルワールス力が大幅に減少します。光活性化前は、BTAが水素結合の形成をブロックする光不安定な基を備えているため、コロイドは十分に分散したままです。UV光による制御された脱保護は、BTA間の短距離水素結合を活性化し、コロイドの自己組織化を引き起こします。分散状態からクラスター状態への進化は、共焦点顕微鏡によって監視されます。これらの結果は、ImageJおよびMatlabを使用した簡単なルーチンによる画像解析によってさらに定量化されます。この超分子化学とコロイド科学の融合は、表面グラフトされた単分子膜にコードされた光応答性と熱応答性コロイド集合体への直接的な道筋を提供します。

概要

メソ構造化コロイド物質は表面パターニング用のコーティング⁷のように、リソグラフィーでは、薬物送達システム^5,6のように、フォトニック材料^3,4のように、原子・分子材料^1,2の基礎研究のためのモデル系として、科学技術の幅広い応用を見つけます^8,9。疎液性コロイドは、最終的に起因遍在ファンデルワールス相互作用を不可逆的に凝集する準安定な物質であるため、特定の標的構造へのそれらの操作は悪名高いことは困難です。多数の戦略を調整する添加剤を使用する静電^10,11または枯渇相互作用^12,13、または磁気¹⁴や電動¹⁵フィールドとして外部トリガを含むコロイド自己組織化を制御するために開発されてきました。これらのシステムの構造、ダイナミクスとメカニックの制御を達成するための洗練された別の戦略は、その官能化ウィットあります具体的な方向性の力を介して相互作用時間分子。超分子化学は、溶媒の極性、温度や光¹⁶により強度変調することができるサイト固有の、方向性と強力なまだ可逆的な相互作用を呈する小分子の包括的なツールボックスを提供しています。それらの特性は、バルクで、溶液中で広く研究されているので、これらの分子は、予測可能な方法で外来相に柔らかい素材を構築するための魅力的な候補です。超分子化学によりコロイドアセンブリを調整するために、このよ....