方法論記事

組み立て式、エレクトロ スプレーを組み合わせることによって球形とワーム状ミセル ナノ結晶と溶剤ベースの構造制御の作製

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DOI:

10.3791/56657

2018年2月11日

この記事について

サマリー

現在の仕事は、ミセル結晶、ナノバイオ材料の新たな主要なクラスを作製する方法を説明します。このメソッドを組み合わせたエレクトロ スプレー トップダウン、ボトムアップ型自己組織化と溶剤ベースの構造制御。作製方法は主として連続的、高品質の製品を作り出すことができる、構造制御の安価な手段を持っています。

要約

ミセル結晶 (カプセル化されたナノ結晶とミセル) ナノバイオ材料の新たな主要なクラスとなっています。組み立て式、ボトムアップ、トップダウン エレクトロ スプレーを組み合わせると溶剤ベースの構造制御に基づくミセルのナノ結晶の作製法について述べる。このメソッドはまず、自己組織化反応が発生する (ミセル形状とナノ構造形成のミセル ナノクリスタル マイクロリアクターとして機能それぞれの制服の超微細液滴を生成するエレクトロ スプレーを使用して、カプセル化) は有機溶媒の使用によって制御されます。このメソッドの主連続、安価な構造制御による高品質なミセル結晶製品を生成します。水溶性有機溶媒テトラヒドロ フラン (THF) を使用して、溶媒誘起促進ミセル融合による虫状ミセル結晶を作り出すことができます。一般的な球状ミセル結晶と比較して、ワーム状のミセル結晶は生物学的ターゲットを高めて最小の非特異的細胞内取り込みを提供できます。共同各ミセルに複数のナノ結晶をカプセル化、多機能や相乗効果を実現できます。この製作法と今後の作業の一部となるの現在の制限は主にミセル ナノ製品とプロセスの連続的な不完全な性質で不完全なカプセル化を含まれます。

概要

ナノ結晶半導体量子ドット (Qd) など超常磁性酸化鉄ナノ粒子 (SPIONs) は、生物学的検出、イメージング、操作、および療法1,ので2,のための大きな可能性を示している3,4,5,6。ミセルに 1 つまたは複数のナノ結晶をカプセル化するインターフェイス結晶生物的環境3,6に広く使われている方法をされています。このように形成されたミセル結晶 (ナノ結晶内包ミセル) ナノバイオ材料7,8,9,10の新たなクラスとなっています。様々 な材料 (例えば、ナノ結晶、小分子薬、染料) をカプセル化するミセルを作製する一般的な方法は、フィルム水和、透析、いくつか....

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プロトコル

注意: 有機溶剤の使用によるすべての操作されるべき化学発煙のフード。高電圧の使用のためには、電源がオンのときに装置とボディの接触を避けてください。個人用保護具 (保護メガネ、手袋、白衣、フルレングスのパンツ、閉じてつま先の靴) を使用するなどのすべての適切な安全対策を使用します。すべての関連する化学物質安全性データ シート (MSDS) を参照してください。

1. 材料のセットアップ

  1. 10 mg を溶解 QD ソリューションを準備する疎水性量子ドット (蛍光発光ピーク波長 = 605 nm、ここでモデルのナノ結晶として使用) 20 mL 有機溶剤 (紐状ミセルの形状を生成するための球状ミセル形状または THF を生産するためクロロホルム) で、渦 20 s。
  2. PS 止め釘の解決を準備する溶解 100 mg PS ペグ (9.5 kDA PS セグメントを持つ両親媒性ブロック共重合体、および 18.0 kDA ペグ セグメント) の 10 mL の有機溶媒 (紐状ミセルの形状を生成するための球状ミセル形状または THF を生産するためクロロホルム)。2 分 (THF) 超音波照射ミックス 1 分 (クロロホルム) またはバスのボルテックスによる解
  3. QD ソリューションと 1 mL PS 止め釘の解決および 1 分の渦のミックス 1 mL 注射器 a. に混合物を追加します。注射器は、PTFE 製です。

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結果

生産工程で使用される有機溶剤によるミセルのナノ結晶の構造 (形とカプセル化) のコントロールをまとめた図を図 1に示します。簡単に言えば、ジクロロ メタンはナノ結晶; のないカプセル化球状ミセルにつながるクロロホルムは球状ミセル結晶; 数低カプセル化につながるTHF はそれぞれ短い反応時間でナノ結晶の数が高いカプセル化球状ミセルと長い反応時間、ナノクリスタルの高カプセル数ワーム状ミセルに します。

有機溶媒とクロロホルムを使用して生成された球状の形をしたミセル結晶ある粒度 ~ 35 nm (による透過型電子顕微鏡 (TEM);図 3 a)。成功した生産を確保するためのキーの品質管理方法がテイラー コーンを使用して:、「超小型原子炉」形成を防ぎ凹コーン ジェット (テイラー コーン) が形成されるまで、5-9 kV の範囲内の電圧を調整.......

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ディスカッション

ミセルのナノ結晶を作製する方法で記述現在作業を組み合わせたトップダウン エレクトロ ボトムアップ型自己組織化、溶剤ベースの構造を制御します。同軸ノズル先端部に形成されるテイラー コーンを使用する効果的で便利な品質管理方法です。これは、適切に整形されたテイラーの円錐形はバランスを示すため (またはバランスの近く) 電気力と表面張力は、順番を示す超小型原子炉 (均一微細液滴) が正常に形成の間、発生する自己組織化反応自発的に。同軸ノズル先端部と接地のスチール リング間の距離の確保は適していますが、適切に整形されたまで 1 つの電源の電圧とシリンジ ポンプの流量必要があります調整というテイラーの円錐形の形式が正しくありません、テイラーの円錐形が観察されます。安定したテイラーの円錐形を取得する方法の 1 つは、電子は、エレクトロ スプレーのノズル先端部と接地のスチール リング間のアーク放電を始めるまで高電圧を増やすことです。その時点で、静電電圧を低減 0.5 – 1.5 kV およびないアーク放電が発生します。安定したテイラーの円錐形のフォーマットがないまだ場合は、ノズル先端から液体出て慎重に観察します。液体の滴が散発的に表示されるは安定したテ.......

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開示事項

著者が明らかに何もありません。

謝辞

著者より感謝する「千・ ヤング ・ グローバル人材」賞中国中央政府、江蘇省政府、大学の工学、応用からのスタートアップ資金をから「爽荘」賞からの金融サポート「天ディ」から、南京大学、中国科学賞財団は、助成金から、優先度の学術的プログラム開発基金の江蘇高等教育機関 (ニュージャージー)、江蘇省の自然科学基金から付与します。

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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
疎水性量子ドットオーシャンナノテクQSP固体疎水性CdSe/ZnS量子ドット。蛍光発光のピーク波長は605nmです。
ポリ(スチレン)-b-ポリ(エチレングリコール)(PS-PEG)Sigma-Aldrich666476-500MGPSセグメントの分子量は9.5 kDa、PEGセグメントの分子量は18.0 kDaです。
ポリ(ビニルアルコール)(PVA)Sigma-Aldrich363170-500G分子量13–23 kDa、87–89%加水分解。
テトラヒドロフラン(THF)Sinopharma化学試薬80124418
クロロホルムSinopharma化学試薬40007960
シリンジポンプBao DingシェンSPLab01
チューブShanghei Lai Xing径2mmと内径1.8mmのPTFEチューブ。
シリンジYi Ming5.CCPTFE製の5mL使い捨てシリンジ。
高電圧電源Dong WenDW シリーズ直流電源 (0–50 kV 範囲)。
Electrospray同軸ノズル湖南Chang Sha Na Yiステンレス鋼アセンブリ。内側の毛細管針は27ゲージ(外径500μm;内径300 μ外側の毛細管は20ゲージ(外径1,000 μm;内径500 μm)です。
VortexerXi'an HEB Biotechnology Co., Ltd. 中国MX-SMX-S 0&ndash の広い速度範囲。2,500rpm、無段階速度調整、タッチおよび連続運転。
鋼リングYiwu Wan Tuは、直径の範囲(0.8–1.8cm)を構築できます。例えば、直径1.3cmのリングは、直径約25cm(長さ)の0.5mm(24ゲージ、AWG)の鋼線をカールさせて構成しました。
ガラス収集皿グレインジャー1u5084高さ 25mm、直径 120mm のガラス皿。
15 mL遠心分離管Jiangsu Xinkang Medical Instrument Co., Ltd.X-407遠心分離管は透明なポリプロピレン(PP)から成っています。
チェン外リング

参考文献

  1. Nie, S., Xing, Y., Kim, G. J., Simons, J. W. Nanotechnology Applications in Cancer. Annu. Rev. Biomed. Eng. 9, 257-288 (2007).
  2. Smith, A. M., Ruan, G., Rhyner, M. N., Nie, S. M. Engineering Luminescent Quantum Dots for In Vivo Molecular and Cellular Imaging. Annals Biomed. Eng<....

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