Name: 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 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-11-10T13:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 51 s
Description: 学ぶ 高温共沈法によるコア-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と生体適合性表面修飾の手法。この方法は光応答性ナノ材料の開発と細胞応用における光ゲートイオンチャネル制御に有用である。

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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。

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 <ol><li>NaYF 合成 4: Yb/Tm/Nd(30/0.5/1%) コア ナノ構造 <ol><li>。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。
		<ol><li>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)</li>
			<li>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</li>。
			<li>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</li>。
		</ol></li> <li>NaYF 準備 4: Yb/Tm/Nd コア ナノ構造 <ol><li>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</li>。
			<li>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.</li>
			<li>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</li>。
			<li>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</li>。
			<li>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</li>。
			<li>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</li>。
			<li>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.</li>
			<li>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</li>
			<li>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</li>。
			<li>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</li>
			<li>窒素でフラスコに合わせて活栓の位置を切り替えます</li>。
			<li>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</li>
			<li>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 (&#62; 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</li>。
			<li>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</li>。
			<li>室温で 8 分間 4,000 × g で製品を遠心し、上清を捨てる</li>。
			<li>追加の 10 mL</li>
			<li>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</li>。
			<li>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</li>。
		</ol></li></ol></li> <li>NaYF 準備 4: Yb/Tm/Nd (30/0.5/1%) @NaYF 4: Nd(20%) コア-シェル結晶 <ol><li>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</li>。
		<li>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</li>。
		<li>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</li>。
		<li>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</li>。
		<li>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</li>。
		<li>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</li>。
		<li>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.</li>
		<li>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</li>
		<li>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</li>。
		<li>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</li>
		<li>窒素でフラスコに合わせて活栓の位置を切り替えます</li>。
		<li>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</li>
		<li>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 (&#62; 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</li>。
		<li>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</li>。
		<li>室温で 8 分間 4,000 × g で製品を遠心し、上清を捨てる</li>。
		<li>追加の 10 mL</li>
		<li>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</li>。
		<li>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</li>。
	</ol></li></ol> 2。生体適合性のためのナノ構造の合成 <ol><li><ol><li>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</li>。
		<li>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</li>
		<li>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.</li>
		<li>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</li>。
		<li>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</li>。
		<li>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.</li>
		<li>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</li>。
	</ol></li> <li>ポリマーの作製変更ため (PAA のため) <ol><li>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</li>。
		<li>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</li>。
		<li>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</li>。
		<li>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</li>。
	</ol></li> <li>機能 DBCO のためナノ粒子の調製 <ol><li>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</li>。
		<li>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</li>
		<li>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</li>。
		<li>0.2 mL の DMSO の製品や店舗の冷凍庫に分散 ~ 使用前に 4 ° C.</li>
	</ol></li></ol> 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 <ol><li>文化、HEK293 細胞 &#39; s 修正イーグル &#39; 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</li>
	<li>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 &#39; 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</li> <li>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</li>。
	<li>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</li>。
	<li>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</li>。
	<li>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</li>。
	<li>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</li>。
	<li>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</li>
	<li>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</li>。
	<li>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</li>。
	<li>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).</li>
</ol>

<ol><li>Wang, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tuning+upconversion+through+energy+migration+in+core-shell+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Mater%22%5BJournal%5D)">Tuning upconversion through energy migration in core-shell nanoparticles.</a> Nat Mater. 10 (12), 968-973 (2011).</li>
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</ol>

何を開示する必要があります。

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...

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。

<table><tbody><tr><td>1-オクタデセン</td><td>Sigma Aldrich</td><td>O806</td><td>テクニカルグレード</td></tr><tr><td>オレイン酸</td><td>Sigma Aldrich</td><td>364525</td><td>テクニカルグレード</td></tr><tr><td>メタ</td><td>ノール フィッシャー・サイエンティフィック</td><td>A412</td><td>テクニカルグレード</td></tr><tr><td>エタ</td><td>ノール・フィッシャー・サイエンティフィ</td>ック <td>A405</td><td>テクニカルグレード</td></tr><tr><td>アセトン</td><td>・フィッシャー・サイエンティフィ</td>ック <td>A18</td><td>テクニカルグレード</td></tr><tr><td>ヘキサン</td><td>Sigma Aldrich</td><td>H292</td><td>技術グレード</td></tr><tr><td>酢酸ツリウム (III) 水和物 (Tm(CH3CO2)3)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>367702</td><td>99.9% 微量金属ベース</td></tr><tr><td>酢酸ネオジム (III) 水和物 (Nd(CH3CO2)3)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>325805</td><td>99.9% 微量金属塩基</td></tr><tr><td>酢酸イッテルビウム(III)水和物(Yb(CH3CO2)3)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>326011</td><td>99.9%微量金属ベース</td></tr><tr><td>酢酸イットリウム(III)酢酸水和物(Y(CH3CO2)3)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>326046</td><td>99.9%微量金属ベース</td></tr><tr><td>水酸化ナトリウム(NaOH)</td><td>SigmaAldrich</td><td>S5881</td><td>試薬グレード</td></tr><tr><td>フッ化アンモニウム (NH4F)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>338869</td><td>ACS 試薬</td></tr><tr><td>塩化水素 (HCl)</td><td>Fisher Scientific</td><td>A144</td><td>試薬グレード</td></tr><tr><td>ポリアクリル酸 (PAA)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>323667</td><td>平均 Mw 1800</td></tr><tr><td>1-ヒドロキシベンゾトリアゾール水和物 (HOBT)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>54802</td><td>ACS試薬</td></tr><tr><td>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)</td><td>シグマアルドリッチ</td><td>E7750</td><td>商用グレード</td></tr><tr><td>ジベンゾシクロオクチンアミン(DBCO-NH<サブ>2</サブ>)</td><td>シグマアルドリッチ</td><td>761540</td><td>ACS試薬</td></tr><tr><td>N,N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)</td><td>シグマアルドリッチ</td><td>D125806</td><td>ACS試薬</td></tr><tr><td>ジメチルスルホキシド(DMSO)</td><td>フィッシャーサイエンティフィック</td><td>BP231</td><td>テクニカルグレード</td></tr><tr><td>HEK293細胞株</td><td>ATCC</td><td>CRL-1573</td><td>ヒト胚性腎臓</td></tr><tr><td>ウシ胎児血清(FBS)</td><td>シグマアルドリッチ</td><td>F1051</td><td>ACS試薬</td></tr><tr><td>ペニシリン-ストレプトマイシン</td><td>サーモフィッシャー</td><td>15140122</td><td>10,000 U / mL</td></tr><tr><td>プラスミド(pCAGGS-ChR2-Venus)</td><td>Addgene</td><td>15753</td><td>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</td></tr><tr><td>Thermo Fisher</td><td></td> <td>11965092</td><td>High glucose</td></tr><tr><td>opti-Modified Eagle Medium (MEM)</td><td>Thermo Fisher</td><td>51985034</td><td>Reduced Serum Media</td></tr><tr><td>Lipofectamine 3000 Transfection Reagent</td><td>サーモフィッシャー</td><td>L3000015</td><td>脂質ベースのトランスフェクション</td></tr><tr><td>N-アジドアセチルマンノサミン、アセチル化 (Ac4ManNAz)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>A7605</td><td>ACS試薬</td></tr><tr><td>トリプシン-EDTA(0.25%)</td> <td>サーモフィッシャー</td><td>25200056</td><td>フェノールレッド</td></tr><tr><td>Rhod-3 AM カルシウムイメージングキット</td><td>サーモフィッシャー</td><td>R10145</td><td>蛍光色素</td></tr><tr><td>5-カルボキシテトラメチルローダミン-アジド (Rhod-N3)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>760757</td><td>Azide-fluor 545</td></tr><tr><td>Confical dish</td><td>ibidi GmbH</td><td>81158</td><td>ガラス底、35 mm</td></tr><tr><td>50 mlコニカル遠心チューブ</td><td>Greiner Bio-One</td><td>227261</td><td>ポリプロピレン</td></tr><tr><td>15 mlコニカル遠心チューブ</td><td>Greiner Bio-One</td><td>188271</td><td>ポリプロピレン</td></tr><tr><td>1.5 mlコニカルマイクロ遠心チューブ</td><td>Greiner Bio-One</td><td>616201</td><td>ポリプロピレン</td></tr><tr><td>フェニルメチルシリコーンオイル</td><td>Clearco 製品</td><td>63148-52-7</td><td>摂氏</td></tr><tr>320度未満<td>ガラス温度計</td><td>GH Zeal</td><td>L0111/10</td><td>-10 から 360°C</td></tr><tr><td>まで 12ウェルプレート</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td>Z707775 ポリスチレン</td></tr></tbody></table>

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

Synthesis of Core-shell Lanthanide-doped Upconversion Nanocrystals for Cellular Applications

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。

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 (<strong cla...

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。

Lanthanide-doped upconversion nanocrystals (UCNs) have attracted much attention in recent years based on their promising and controllable optical ...

この手順の全体的な目標は、高温共沈法に基づいてコアシェルランタニドをドープしたアップコンバージョンナノ結晶を合成し、さらなる細胞応用を可能にする生体適合性のある表面修飾を行うことです。ここ数年、私たちの研究室では、非常にユニークなランタニドドープナノ結晶のアップコンバージョンを開発し、非常にユニークな光学特性を示し、長波長の赤外光を吸収し、基本的にこの光を短波長域の多色発光に変換することができました。このようなユニークなナノ結晶構造は、生物医学的応用のための非常に有望な特性を示しました。この方法は、近赤外光照射による光ゲート膜チャネルタンパク質制御のためのコアシェルアップコンバージョンナノ構造の合成と、それらの生体適合性表面修飾技術のための実現可能なアプローチを提供します。手順を開始するには、メタノール中の希土類酢酸錯体のストック溶液を調製します。水酸化ナトリウムとフッ化アンモニウムのメタノール溶液を1ミリリットルあたり20ミリグラム調製します。ストック溶液は摂氏4度で保管してください。次に、3ミリリットルのオレイン酸と7ミリリットルの1-オクタデセンを50ミリリットルの3ネック丸底フラスコにピペットで入れます。これに加えて、1.089ミリリットルの酢酸イットリウム溶液、0.608ミリリットルの酢酸イッテルビウム溶液、83.6マイクロリットルの酢酸ツリウム溶液、および128.5マイクロリットルの酢酸ネオジム溶液。フラスコに攪拌棒と温度計を装備します。フラスコを油浴で摂氏100度に加熱し、メタノールが蒸発するまで攪拌します。次に、フラスコをシュレンクラインに接続し、フラスコを2〜3分間ポンプダウンして残留メタノールを除去します。次に、フラスコを窒素雰囲気の下に置きます。反応混合物を700rpmで撹拌しながら、150°Cで1時間加熱します。次に、混合物を室温まで冷まします。次に、15ミリリットルの遠心分離チューブに2ミリリットルの水酸化ナトリウム原液と2.965ミリリットルのフッ化アンモニウム原液を入れます。チューブをしっかりとキャップし、水酸化ナトリウムとフッ化アンモニウムの混合物を5秒間ボルテックスします。5分間かけて、ガラスピペットを使用して、攪拌しながら水酸化ナトリウム-フッ化アンモニウム混合物を反応フラスコにゆっくりと加えます。次に、反応混合物を摂氏50度以下に加熱します。混合物をその温度で30分間保持します。次に、混合物を摂氏100度に加熱してメタノールを蒸発させます。フラスコをシュレンクラインに接続し、真空下で2〜3分間残留メタノールを除去します。フラスコに窒素ガスを満たし、反応混合物を毎分5°Cで290°Cに加熱します。混合物を摂氏290度またはそれより少し上に1.5時間保持します。.次に、攪拌しながら混合物を室温まで冷まします。製品混合物を50

synthesis-core-shell-lanthanide-doped-upconversion-nanocrystals-for

Research

JoVE Journal

Chemistry

化学

プロトコルの詳細は、 インビトロ第二高調波発生ナノ粒子でヒト胚性幹細胞を標識するために設けられている。多光子顕微鏡および心臓のクラスタへの分化によるヒトES細胞の研究のための方法論も提示されています。...

回生研究ハーモニックナノ粒子

有機色素分子とオレイン酸でコーティングされたアップコンバーティングナノ粒子は水溶性ではありません。このプロトコルは、有機色素分子の移動と、粒子を最初の疎水性溶媒から水へのアップコンバートを可能にする「プラグアンドプレイ」方法を説明しています。...

「プラグアンドプレイ」両親媒性ポリマー、有機染料及びアップコンバーティングナノ粒子を含む水分散性Nanoassembliesを作成する方法を

CdSまたはZnSの半導体シェルでコーティングされた均一な金ナノ粒子の合成が行われます。半導体コーティングは、最初に硫化銀シェルを堆積させ、銀カチオンを亜鉛またはカドミウムカチオンと交換することによって行われます。...

合成、キャラクタリゼーション、およびハイブリッドのAu / CdSのとAu / ZnSのコア/シェルナノ粒子の機能化

このプロトコルではケージ プロテインキナーゼ A (PKA)、細胞信号伝達 bioeffector ナノ粒子表面に固定化した細胞質に microinjected、アップ コンバートされる紫外線近赤外線 (NIR)...

キナーゼのアップコン バージョンのナノ粒子を介した光活性化によって細胞内シグナル伝達をリモートでトリガーする統合システム

高磁気応答性希土類金属イオンのキレート polymolecular アセンブリの製作手順が掲載されています。磁場に対する応答は、ナノ細孔膜間押出しによる合わせたアセンブリのサイズによって決まります。アセンブリの磁気無順序と温度誘起構造変化は、複屈折測定,...

製作手順と磁気応答性ランタノイド イオンのキレート リン脂質アセンブリを設計するための複屈折測定

ここでは、超スペクトルイメージングシステムを用いて、発光ハイパースペクトルイメージングデータを取得し、ランタニド系単結晶の光学異方性の特徴を解析するプロトコルを紹介する。...

ランタニド系分子単結晶における光学異方性の研究ツールとしてのハイパースペクトルイメージング

このプロトコルは、トリプレット融合アップコンバージョン促進体積3D印刷用の光重合性樹脂におけるその後の使用のためのアップコンバージョンナノカプセルの合成を詳述する。...

トリプレット融合アップコンバージョンナノカプセル合成

本研究では、結晶格子がよく整合した非等構造金属有機構造体(MOF)ペアHKUST-1とMOF-5を用いて、単結晶コアシェルを2段階合成するプロトコルを実証する。...

単結晶コアシェル金属有機構造体の合成

持続性発光ナノ材料(PLNP)の合成と、紫外線(365 nm)照射下での残光効果を利用した書き換え可能なディスプレイおよび芸術的処理へのそれらの潜在的な応用のためのプロトコルが提示されます。...

リライタブルディスプレイおよび照明アプリケーションのための持続性発光ナノ粒子の合成

本研究は、熱発光(TL)や持続発光(PersL)などの2種類の持続発光セラミック、SAO-B(青)とSAO-G(緑)の標準的な光学測定を調査します。電子トラップ深度を制御することで、この研究は「温度分解法」および「時間分解法」の動的偽造防止手法を革新しました。...

ストロンチウムアルミネートリン光体におけるトラップ深度の位相依存制御と持続的な発光

学ぶ 高温共沈法によるコア-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と生体適合性表面修飾の手法。この方法は光応答性ナノ材料の開発と細胞応用における光ゲートイオンチャネル制御に有用である。

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

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