方法論記事

携帯電話のアプリケーションのコア-シェル希土類ドープ アップコンバージョンナノ結晶の合成

DOI：

10.3791/56416

⸱

2017年11月10日

 ,  ,  ,  ,  , 
1Division of Chemistry and Biological Chemistry, School of Physical & Mathematical Sciences, Nanyang Technological University, 2Institute of Materials Research & Engineering, Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)

この記事について

サマリー

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

コア-シェル希土類ドープ アップコンバージョンナノ結晶 (ため) の合成と近赤外線 (NIR) 光照射時にチャネル蛋白質の規則のための携帯電話アプリケーションのプロトコルが表示されます。

要約

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

希土類ドープ アップコンバージョンナノ結晶 (ため) は近赤外線 (NIR) ライトの吸収を可能にすると、その後にそれを変換することが有望な制御可能な光学特性に基づいて近年注目を集めています。紫外線から可視、近赤外域までの領域の広い範囲にわたって排出を多重化します。この記事は、ランタノイドを組み込む深部組織不可解近赤外励起 (808 を効率的に変換するためのナノ結晶コア-シェルのための高温共沈合成実験手順の詳細を示しますnm) 480 で強い青色発光に nm。生体適合性ポリマー (ポリアクリル酸、PAA) による表面修飾を制御することによってとして準備のため緩衝溶液の偉大な容解性を取得します。親水性ナノ結晶はさらに細胞膜のローカリゼーションのための特異的リガンド (ジベンジル cyclooctyne、DBCO) と官能基化します。近赤外光に (808 nm) 照射、アップ コンバートされる青い発光効果的に細胞膜に光ゲート チャネル蛋白質をアクティブにし、具体的には細胞質に (例えばCa2 +) は陽イオンの流入を調節します。このプロトコルは、コア-シェル希土類をドープしたため、さらに携帯電話用生体適合性表面改質の合成の実行可能な方法を提供します。

概要

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

希土類ドープ アップコンバージョンナノ結晶 (ため) 近年、従来の有機色素および顕著な化学、光学的特性に基づく主に、バイオメディカル分野で量子ドットへの代わりとして広く使用されています。優れた生体適合性、耐退色、および狭帯域発光1,2,3を含みます。もっと重要なは、彼らは優れた組織浸透深さは生体内で紫外、可視からの排出量の広い範囲に近赤外線 (NIR) 励起と多光子による近赤外領域を変換する有望な nanotransducer として使用できます。アップコン バージョン プロセス4,5。これらのユニークな特性を作る生物センシング、医用イメージング、疾患テラノスティクス市場6,7,8の特に有望なベクトルとして希土類元素をドープしたため。

ための一般的なコンポーネントは主に増感剤 (例えばYb3 +Nd3 +) と (例えばTm3 +Er3 +, Ho 活性化を含む絶縁ホスト マトリックスにドープした希土類イオンに基づいてください。3 +)結晶内均一9。ナノ結晶から異なる発光は、はしごのような整理されたエネルギー レベル10によるランタノイド ドーパントの 4f軌道内でローカライズされた電子転移に起因します。したがって、多元系希土類化合物の合成のための形態とサイズを正確に制御する重要です。右、いくつか有望な手法がよく確立されて熱分解高温共沈、水熱合成、ゾル-ゲル法、等11を含む希土類元素添加のための準備のため,12,13 、これらの方法の間で高温共沈法は均一な形状と目的の高品質結晶を準備する厳密に制御できるため合成の最も人気のある、便利な戦略の一つと比較的短い反応時間と低コスト14のサイズ分布。ただし、この法により合成されたほとんどのナノ構造は主にオレイン酸とオレイルアミン、一般に水溶液中の疎水性リガンド溶解度の限られているのため、さらにバイオ応用を妨げるなどの疎水性リガンドと上限します。15します。 したがって、それは生物学的応用のin vitroとin vivoでの生体適合性のための準備に適した表面改質技術を実行する必要は。

ここで、高温共沈法とのため表面の生体適合性高分子の高機能化を実現可能な改質技術を通じてコア-シェルのためのナノ構造の合成の詳細な実験手順を提案します。さらに携帯電話アプリケーション。このため nanoplatform に組み込む強い青色発光を取得するナノ結晶 3 つの希土類金属イオン (Yb3 +Nd3 +、および Tm3 +) (〜 480 nm) 808 で近赤外光励起による大きい浸透深さのある nm で生体組織。それはよく知られているその Nd3 +-ドープしたためこのスペクトル ウィンドウに最小化された水の吸収と過熱の効果を表示 (808 nm) 従来のために 980 nm 照射16,17,と比較して18. さらに、生物学的システムで、ためを利用するための表面の疎水性リガンド (オレイン酸) がまず削除酸溶液19sonication によって。その後、リガンドの存在しないためはさらに水溶液20偉大な溶解度を取得する生体適合性ポリマー (ポリアクリル酸、PAA) で変更されます。さらに携帯電話アプリケーションでの概念の証拠として、親水性のため、N3の特定のローカリゼーションのための分子配位子 (ジベンジル cyclooctyne、DBCO) さらに修飾-細胞膜をタグ付き。近赤外光に (808 nm) 照射、480 でアップ コンバートされる青い発光 nm 効果的に光ゲート チャネル蛋白質、channelrhodopsins 2 (ChR2) をアクティブに、細胞の表面にし従って (例えばCa2 +イオン) は陽イオンの流入を容易にします。生きている細胞の膜。

このビデオのプロトコルは、希土類をドープしたため合成、生体適合性表面改質と細胞のためのバイオ応用の実行可能な方法を提供します。合成技術やナノ結晶成長で使用される化学試薬の違いは細胞実験で使用される最終のためのナノ構造のサイズ分布、形態、およびアップコン バージョン発光 (UCL) のスペクトルに影響を与えます。この詳細なビデオ プロトコル高温共沈法のための再現性を改善し、さらなるため生体適合性表面改質のための最も一般的な間違いを避けるためにこの分野の新しい研究者を支援する用意があります。携帯電話のアプリケーション。

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

プロトコル

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

警告: 使用前に関連するすべての材料安全データ用紙 (MSDS) を参照してください。工学的制御 (ドラフト) と (例えば、安全ゴーグル、手袋、白衣、保護具の使用を含む高温 (~ 290 ° C) のための合成を実行するときにすべての適切な安全対策を使用してください。完全な長さのズボン、および閉鎖つま先の靴).

1 です NaYF 合成 4: Yb/Tm/Nd (30/0.5/1%) @NaYF 4: Nd(20%) コア-シェル結晶

  1. NaYF 合成 4: Yb/Tm/Nd(30/0.5/1%) コア ナノ構造
    1. 。日時 (CH 3 CO 2) 3 NaOH、NH 4 F メタノール貯蔵液の準備
      注: (再) ランタノイド希土類にはネオジム (Nd)、Thulium (Tm)、イッテルビウム (Yb) イットリウム (Y) が含まれます。
      1. 溶解 500 mg 酢酸イットリウム (iii) 水和物のメタノール 5 mL (100 mg/mL) 250 mg イッテルビウム (III) 酢酸 5 mL メタノール (50 mg/mL) 10 mg をメタノール 1 mL (10 mg/mL)、ツリウム (III) 酢酸水和物水和物と 10 mg 1 mL メータ酢酸ネオジム (III) 水和物します。2 分の超音波洗浄でガラスの瓶に nol (10 mg/mL)
      2. NaOH 原液 (20 mg/mL) を準備する超音波洗浄付け 20 mL メタノール 50 mL 遠心管中 400 mg 水酸化ナトリウムを結合します
        3. 。
      3. を組み合わせて NH 4 F 原液 (20 mg/mL) を準備する超音波洗浄付け 30 mL メタノール 600 mg NH 4 F 50 mL 遠心管中です
        。 注: 配置希土類錯体、NaOH、NH の原液 4 F ガラス瓶でパラフィルムでシール、~ 4 ° c 必要になるまで冷蔵庫に保管します。準備されたメタノール溶液は 2 週間に一度を置き換えられます
        4. 。
    2. NaYF 準備 4: Yb/Tm/Nd コア ナノ構造
      1. 50 mL 三首フラスコにオレイン酸と 1 octadecene 7 mL 3 mL をピペットします
        2. 。
      2. Y (CH 3 CO 2) の 3 ストック溶液、Yb (CH 3 CO 2) の 3 在庫ソリューション、Tm (CH 3 CO 2) 3 株式の 83.6 μ L の 0.608 mL 組み合わせる 1.089 mL ソリューションフラスコに Nd (CH 3 CO 2) 3 原液の 128.5 μ L.
      3. は、フラスコ内で温度計 (0 - 360 ° C 範囲) を合わせて、その先端のソリューションに触れます。フェニルメチル シリコン オイルとガラス容器のフラスコを配置します
        4. 。
      4. の熱メタノールを蒸発させホット プレートで 100 ° C にソリューション。残留メタノールを削除し、攪拌しながら 2 〜 3 分の真空下で反応混合物を維持するデュアル真空/ガスマニホールド、シュレンク管にフラスコを接続します
        5. 。
      5. は 150 ° C に温度を上げるし、合成中に攪拌回転数 700 rpm 60 分維持のためこの温度を維持します
        。 注: 中等度ソリューションを水しぶきを避けるから攪拌スピードを設定します
        6. 。
      6. ホット プレートを停止し、フラスコ ソリューションを許可する室温で冷静さを保つダウンゆっくりと
        。 注: プロトコルがここで一時停止にすることができます
        7. 。
      7. 結合 2 mL の NaOH メタノール原液と NH 4 F メタノール 15 mL 遠心管に原液の 2.965 mL。そのキャップとチューブを締め、5 の強力なボルテックスによってソリューションをミックス s.
      8. 追加ガラス ピペット 5 分以上でフラスコにゆっくりと NaOH NH 4 F 混合物
      9. から 50 ° C の混合物の温度を上げるし、30 分のこの温度を保つ
        注意: 高温、結晶の核形成と成長を促進するために 50 ° c 以上温度を設定します
        10. 。
      10. 残留メタノールを削除し、2-3 分の真空下で反応混合物を維持するデュアル真空/ガスマニホールドとメタノールを蒸発させ、シュレンク管にフラスコを接続する (~ 100 ° C) の温度を増加
      11. 窒素でフラスコに合わせて活栓の位置を切り替えます
        12. 。
      12. 増加温度 290 ° C ~ 5 ° C/分の昇温速度を保つ 1.5 h. 290 ° C で反応混合物
      13. ホット プレートを停止し、攪拌しながら室温でゆっくりとクールダウンして反応混合物を許可するようにフラスコを削除します
        。 注意: 高温ホット プレートの注意してください (> 400 ° C) 皮膚への接触時に重度の火傷を避けるためにします
        14. 。
      14. は、50 mL の遠心管にフラスコ内で混合物を転送します。エタノール 30 mL でフラスコを洗い、遠心管に溶液を移します
        15. 。
      15. 室温で 8 分間 4,000 × g で製品を遠心し、上清を捨てる
        16. 。
      16. 追加の 10 mL
      17. は、チューブにエタノール 30 mL を追加します。スピン ・ ダウンで 8 分間 4,000 × g 製品と上澄みを廃棄し
        18. 。
      18. は、5 mL のヘキサンで遠心管の底に固体の製品を再分散します。次のステップのための ~ 4 ° C で冷蔵庫でソリューションを保存します
        。 注: コア-シェルのためのアップコン バージョン発光ソリューション 808 nm レーザー (2 W) を照射することによってテストされます
        19. 。
  2. NaYF 準備 4: Yb/Tm/Nd (30/0.5/1%) @NaYF 4: Nd(20%) コア-シェル結晶
    1. 50 mL 三首フラスコにオレイン酸と 1 octadecene 7 mL 3 mL を組み合わせます。フラスコに 1.082 mL Y (CH 3 CO 2) 3 原液と Nd (CH 3 CO 2) 3 原液 2.87 mL を追加します
      2. 。
    2. フラスコ撹拌しながら得られたコア ナノ構造 (1.1.2.18 のステップから 5 mL のヘキサンで 80 mg) を追加します
      3. 。
    3. は、フラスコ内で温度計 (0 - 360 ° C 範囲) を合わせて、その先端の混合物に触れます。フェニルメチル シリコン オイルとガラス容器のフラスコを配置します
      4. 。
    4. の熱メタノールとヘキサンを蒸発させホット プレートの上に 100 ° C の混合物。残留溶媒を除去し、攪拌しながら 2 〜 3 分のための真空の下で反応混合物を維持するデュアル真空/ガスマニホールド、シュレンク管にフラスコを接続します
      5. 。
    5. 温度を 150 ° C に増加して 60 分維持のため攪拌速度合成の 700 rpm で
      。 注: 中等度ソリューションを水しぶきを避けるから攪拌スピードを設定します
      6. 。
    6. ホット プレートを停止し、室温でゆっくりと冷却するソリューションを許可するようにフラスコを削除します
      。 注: プロトコルがここで一時停止にすることができます
      7. 。
    7. 水酸化ナトリウム ・ メタノールのピペット 2 mL 原液と NH 4 F メタノール 15 mL 遠心管に原液の 2.965 mL。そのキャップとチューブを締め、5 の強力なボルテックスによってソリューションをミックス s.
    8. ガラス ピペット 5 分かけてゆっくりによってフラスコに混合物を追加
    9. から 50 ° C の混合物の温度を上げるし、30 分は 50 ° C に保つ
      注: 高温、結晶の核形成と成長を促進するため 50 ° C よりも高い温度に設定します
      10. 。
    10. 2-3 分の真空下で反応混合物を維持する、残留メタノールを削除するデュアル真空/ガスマニホールドとメタノールを蒸発させ、シュレンク管にフラスコを接続する (~ 100 ° C) の温度を増加
    11. 窒素でフラスコに合わせて活栓の位置を切り替えます
      12. 。
    12. 290 ° C に温度の増加~ 5 ° C/分の昇温速度で 1.5 h. 290 ° C で反応混合物を保つ
    13. ホット プレートを停止し、攪拌しながら室温でゆっくりとクールダウンに反応混合物を許可するようにフラスコを削除します
      。 注意: 高温ホット プレートの注意してください (> 400 ° C) 皮膚への接触時に重度の火傷を避けるためにします
      14. 。
    14. は、50 mL の遠心管にフラスコ内で混合物を転送します。エタノール 30 mL でフラスコを洗い、遠心管に溶液を移します
      15. 。
    15. 室温で 8 分間 4,000 × g で製品を遠心し、上清を捨てる
      16. 。
    16. 追加の 10 mL
    17. は、チューブにエタノール 30 mL を追加します。スピン ・ ダウンで 8 分間 4,000 × g 製品と上澄みを廃棄し
      18. 。
    18. は、5 mL のヘキサンで遠心管の底に固体の製品を再分散します。~ 4 ° c 必要になるまで冷蔵庫でソリューションを保存します
      。 注: コア-シェルのためのアップコン バージョン発光ソリューション 808 nm レーザー (2 W) を照射することによってテストされます
      19. 。

2。生体適合性のためのナノ構造の合成

    1. 準備としてオレイン酸に覆われたため (ステップ 1.2.18) のソリューション 50 mL 遠心管を組み合わせて 30 mL のエタノールの リガンドの存在しないためナノ粒子の作製。室温で 8 分間 4,000 × g で混合物を遠心し、上澄みを廃棄します
      2. 。
    2. 10 mL 酸水溶液を組み合わせる (pH = 4) 50 mL 遠心管中の沈殿物を塩酸 (0.1 M) によって調整し、30 分 (60 kHz、240 W) sonication によって沈殿を溶解
    3. ガラスのソリューションと積極的なバイアル転送攪拌 2 h.
    4. オレイン酸を削除を 3 回繰り返す 30 mL ジエチル エーテルを用いた水溶液を抽出します
      5. 。
    5. 穏やかな揺れで結合されたエーテル層に 10 mL の水を追加します
      6. 。
    6. 水性収集 (20 mL) を一緒に相し、5 のボルテックスと 20 mL のアセトンを追加 s.
    7. スピン 35,000 × g 10 分で製品と、上清を捨てます。2 mL の水に沈殿物を溶解します
      8. 。
  2. ポリマーの作製変更ため (PAA のため)
    1. ポリアクリル酸 200 mg を組み合わせる (PAA、Mw = 1,800) 20 分超音波 (60 kHz、240 W) で 20 mL の水と PAA のソリューションに前述のリガンドの存在しないためを追加激しく撹拌し
      2. 。
    2. 30 分攪拌しながら室温で 24 h の混合物を維持するため超音波 (60 kHz、240 W) と水酸化ナトリウム溶液 (1 M) による 7.4 に pH 値を調整します
      3. 。
    3. 10 分 5 分と 35,000 × g で 10 分間で再び遠心分離は、この手順を繰り返します 3 回の超音波 (60 kHz、240 W) で 10 mL の水に本製品を中断再 35,000 × g で遠心分離で沈殿を集める
      4. 。
    4. 5 分 ~ 4 ° c 必要になるまで冷蔵庫でソリューションを格納するため超音波 (60 kHz、240 W) による水 8 mL で製品を再分散します
      5. 。
  3. 機能 DBCO のためナノ粒子の調製
    1. 35,000 × g で遠心分離によっての準備として PAA@UCNs (1 mg) をスピン 10 分が 1 mL に再沈殿を中断 DMF 超音波 (60 kHz、240 W) 1 分で乾燥再びで遠心 35,000 × g で 10 分間この手順を 2 回繰り返します
      2. 。
    2. 溶解沈殿物の 200 μ L では、ガラス瓶の DMF を乾燥させます。追加 HOBT (12.2 mg)、EDC (14 mg)、DBCO-NH 2 (5 mg)、DIPEA (16 μ L) 24 時間磁気攪拌しながら瓶で
    3. 35,000 × g で 10 分間で再び遠心分離は、この手順を繰り返します 3 回 10 分上澄みを除去し、1 mL の DMSO に沈殿物を再停止し、35,000 × g で遠心分離によって製品を収集します
      4. 。
    4. 0.2 mL の DMSO の製品や店舗の冷凍庫に分散 ~ 使用前に 4 ° C.

3。DBCO バイオ-細胞内の膜チャネルの規制でため

ダルベッコ
  1. 文化、HEK293 細胞 ' s 修正イーグル ' s 媒体 (DMEM) 10 %fbs、100 単位/ml ペニシリン、ストレプトマイシン 100 μ g/mL と12 ウェル プレートで 1 mL DMEM/ウェルの 37 ° c. 種子 1 × 10 5 セルで 5% CO 2 と加湿のインキュベーターで 24 h. のためのインキュベーターで保管して
  2. 結合プラスミッド (pCAGGS-ChR2-金星、1 μ g) イーグルの P3000 トランスフェクション試薬 (2 μ L) と ' s 最低不可欠なメディア (MEM) (100 μ L) で遠心管 A と MEM のトランスフェクション試薬 (1.5 μ L) を追加 (100 μ L) B. 管内
  3. ソリューション室温で 10 分間のチューブを A と B の混合物をインキュベートします
    4. 。
  4. は、400 μ L MEM で A と B のチューブでソリューションを組み合わせます。1 mL でセルを洗浄して無血清 DMEM 2 回
    5. 。
  5. 12 ウェル プレートの各ウェルに 600 μ L トランスフェクション混合物を追加し、孵化 4 h. 削除の 37 ° C の定温器で細胞培地 1 mL DMEM で二回洗う
    6. 。
  6. 井戸の 1 mL 1 μ L Ac 4 マンナズ (DMSO 50 mM) を含む DMEM を追加し、2 日間孵卵器おいて
    7. 。
  7. は、メディアを削除し、1 mL の PBS で 1 回洗浄します。12 ウェル プレートの各ウェルに 1 mL のトリプシン-EDTA (0.25%) のソリューションを追加し、セル (〜 2 分) をデタッチするまで、37 ° C で孵化させなさい。再 1 × 10 5 1 mL DMEM に細胞/ウェルで共焦点料理で一晩培養します
    8. 。
  8. メディアを削除し、1 mL を追加 2 μ L で新鮮な DMEM DBCO のため (50 mg/mL) を 37 ° C で 2 時間料理で共焦点イメージング DMEM で 2 回細胞を洗浄し、1 μ L ロード N 3 (10 mM) のための 30 分を追加
  9. 細胞内カルシウム分析、1 μ L の混合物で細胞をインキュベート ロード 3 AM (10 mM)、10 μ L プロベネシド (250 mM)、および 10 μ L 読み込みバッファー (プルロニック界面活性剤 polyols,0.1% w/v)) 暗闇の中で 30 分間 1 mL DMEM 培地で
    10. 。
  10. 無血清 DMEM に細胞を洗浄し、20 分 (5 分照射後 5 分休憩) 0.8 W/cm 2 の用量で 808 nm の近赤外光を照射します
    11. 。
  11. 共焦点の顕微鏡イメージングの結果の記録 (レーザー ソース: 561 nm レーザー; 検出範囲: 610/75 nm; レンズ: 100 x 1.4 NA オイル、露出時間: 100 ms)。各ウェルにトリプシン-EDTA (0.25%) の解決の 1 mL を追加し、セルをデタッチ (~ 2 分) まで、37 ° C で孵化させなさい。フローサイトメトリー (FCM) 解析のための 1 mL PBS のセルを再停止 (Ex: 561 nm、Em: 582/15 nm).

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

結果

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

コア-シェル希土類をドープしたための回路合成プロセスは、図 1と図 2のとおりです。透過型電子顕微鏡 (TEM) とコア ・ コア-シェルのためのナノ構造の高分解能透過電子顕微鏡 (HRTEM) 画像をそれぞれ採取 (図 1)。リガンドの存在しないため、酸溶液のための表面で疎水性のオレイン酸を除去することによって準備、親水性ポリマー (PAA) に変更します。そのアミド縮合反応によって DBCO NH2 COOH 頂いた PAA のため、修飾します。リガンドの存在しないため、PAA のためと DBCO のための TEM 像は、図 2のとおりです。動的光散乱法 (DL)、zeta の潜在的な結果および DBCO のためのアップコン バージョン発光 (UCL) スペクトルはそれぞれ収集されます (

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

ディスカッション

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

この記事は、携帯電話のアプリケーションの機能的な部分とコア-シェル希土類ドープ アップコンバージョンナノ結晶 (ため) の合成とその表面改質法を提示しています。この斬新なナノ材料は、紫外線、アップコン バージョン多光子過程を通じて近赤外光励起による可視光を発することができる優れた光学特性を有しています。このプロトコルは、コア-シェルのためのナノ構造で (NaYF4: Yb/Tm/Nd (30/0.5/1%)@NaYF4: Nd (20 %)) 用意していますオレイン酸と 1 octadecene の混合物の高温共沈法により。TEM 像を示す形態これらのコアとコア-シェルの結晶が球状で直径 20 nm、30 nm、それぞれ意味シェルの厚み約 5 nm (図 1)。コア-シェル アーキテクチャは、図 1コアのためのナノ構造と同様の格子縞を表わすのはめ込みの高分解能 TEM 像によっても明らかに。さらに、典型的なd-β-NaYF4の (100) 面の間隔とも一致する nm 0.52 周りの間隔...

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

開示事項

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

何を開示する必要があります。

謝辞

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

この作品は NTU-AIT-マブラヴ ナム/16001, RG110/16 (S), (11/13 RG)、部分的にサポート、ナンヤン工科大学、シンガポール、国家自然科学基金の中国 (NSFC) (第 51628201) (RG 35/15) を受賞します。

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
1-オクタデセンSigma AldrichO806テクニカルグレード
オレイン酸Sigma Aldrich364525テクニカルグレード
メタノール フィッシャー・サイエンティフィックA412テクニカルグレード
エタノール・フィッシャー・サイエンティフィA405テクニカルグレード
アセトン・フィッシャー・サイエンティフィA18テクニカルグレード
ヘキサンSigma AldrichH292技術グレード
酢酸ツリウム (III) 水和物 (Tm(CH3CO2)3)Sigma Aldrich36770299.9% 微量金属ベース
酢酸ネオジム (III) 水和物 (Nd(CH3CO2)3)Sigma Aldrich32580599.9% 微量金属塩基
酢酸イッテルビウム(III)水和物(Yb(CH3CO2)3)Sigma Aldrich32601199.9%微量金属ベース
酢酸イットリウム(III)酢酸水和物(Y(CH3CO2)3)Sigma Aldrich32604699.9%微量金属ベース
水酸化ナトリウム(NaOH)SigmaAldrichS5881試薬グレード
フッ化アンモニウム (NH4F)Sigma Aldrich338869ACS 試薬
塩化水素 (HCl)Fisher ScientificA144試薬グレード
ポリアクリル酸 (PAA)Sigma Aldrich323667平均 Mw 1800
1-ヒドロキシベンゾトリアゾール水和物 (HOBT)Sigma Aldrich54802ACS試薬
1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(EDC)シグマアルドリッチE7750商用グレード
ジベンゾシクロオクチンアミン(DBCO-NH<サブ>2)シグマアルドリッチ761540ACS試薬
N,N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)シグマアルドリッチD125806ACS試薬
ジメチルスルホキシド(DMSO)フィッシャーサイエンティフィックBP231テクニカルグレード
HEK293細胞株ATCCCRL-1573ヒト胚性腎臓
ウシ胎児血清(FBS)シグマアルドリッチF1051ACS試薬
ペニシリン-ストレプトマイシンサーモフィッシャー1514012210,000 U / mL
プラスミド(pCAGGS-ChR2-Venus)Addgene15753寒天スタブダルベッコの細菌として送られたプラスミド
Thermo Fisher11965092High glucose
opti-Modified Eagle Medium (MEM)Thermo Fisher51985034Reduced Serum Media
Lipofectamine 3000 Transfection ReagentサーモフィッシャーL3000015脂質ベースのトランスフェクション
N-アジドアセチルマンノサミン、アセチル化 (Ac4ManNAz)Sigma AldrichA7605ACS試薬
トリプシン-EDTA(0.25%)サーモフィッシャー25200056フェノールレッド
Rhod-3 AM カルシウムイメージングキットサーモフィッシャーR10145蛍光色素
5-カルボキシテトラメチルローダミン-アジド (Rhod-N3)Sigma Aldrich760757Azide-fluor 545
Confical dishibidi GmbH81158ガラス底、35 mm
50 mlコニカル遠心チューブGreiner Bio-One227261ポリプロピレン
15 mlコニカル遠心チューブGreiner Bio-One188271ポリプロピレン
1.5 mlコニカルマイクロ遠心チューブGreiner Bio-One616201ポリプロピレン
フェニルメチルシリコーンオイルClearco 製品63148-52-7摂氏
ガラス温度計GH ZealL0111/10-10 から 360°C
まで 12ウェルプレートSigma AldrichZ707775 ポリスチレン
ック ック 320度未満

参考文献

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

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

再版と許可

このJoVE記事のテキストまたは図の再利用許可をリクエスト

許可をリクエスト

タグ

DBCO

関連記事