전기 활성 고분자 나노 입자 출전 광열 등록

요약

전기 활성 폴리머로 구성된 나노 입자의 합성 및 제조를 위한 프로토콜이 제시됩니다.

초록

전기 활성 폴리머의 합성을 위한 방법이 시연되며, Negishi 커플링으로 마무리되는 3단계 공정을 사용하여 확장 접합 단량체를 합성하는 것으로 시작합니다. Negishi 커플 링은 화학 전구체가 먼저 lithiated 된 다음 ZnCl₂로 transmetallation하는 교차 커플 링 공정입니다. 그 결과로 생성된 유기농크 화합물은 이브롬화된 방향족 전구체에 결합되어 공액 단량체를 제공할 수 있습니다. 고분자 필름은 단량체의 전기 중합을 통해 제조할 수 있으며 순환 전압주사법 및 UV-Vis-NIR(Ultraviolet-Visible-Near Indoor) 분광법을 사용하여 특성화할 수 있습니다. 나노 입자 (NP)는 두 개의 계면 활성제 시스템을 사용하여 단량체의 에멀젼 중합을 통해 제조되어 고분자 NP의 수성 분산액을 생성합니다. NP는 동적 광 산란, 전자 현미경 및 UV-Vis-NIR-분광법을 사용하여 특성화됩니다. NP의 세포 적합성은 세포 생존율 분석을 사용하여 조사됩니다. 마지막으로, NP 현탁액에 NIR 레이저를 조사하여 광열 요법(PTT)의 잠재적 재료로서의 효과를 확인합니다.

서론

전기 활성 중합체는 전계의 존재 하에서 이들 특성 (색, 전도도, 반응성, 볼륨, 등)을 변경. 빠른 스위칭 시간, 조정 기능, 내구성 및 전기 활성 고분자의 경량 특성을 대체 에너지, 센서, electrochromics, 생물 의학 장치를 포함하여 많은 제안 응용 프로그램을 주도하고있다. 전기 활성 고분자는 유연성, 경량 배터리와 커패시터 전극 잠재적으로 유용하다. 전기 장치에 전기 활성 고분자의 ^{1 개} 건물, 자동차, 선글라스, 보호 안경, 광학 저장 장치, 스마트 섬유에 대한 눈부심 감소 시스템을 포함한다. ^2-5 스마트 윈도우는 온 디맨드 빛의 특정 파장을 차단하고 집과 자동차의 내부를 보호하여 에너지 요구 사항을 줄일 수 있습니다. 스마트 섬유는 자외선에 대한 보호하기 위해 의류에 사용할 수있다. ⁽⁶⁾ 전기 활성 고분자는 루게릭 병을 가지고O 의료 기기에 사용되기 시작. 생체 의학 장치에 사용되는 전기 활성 고분자 중에서도, 폴리피롤 (PPy) 계로 이루어 지거나, 폴리아닐린 (PANI) 및 폴리 (3,4- 에틸렌 디옥 시티 오펜) (PEDOT)이 가장 일반적인들이다. 예를 들어, 이러한 유형의 중합체는 일반적으로 바이오 센서 소자의 센서로서 사용되는 치료 용 전달 ⁷ 응용 가능성을 또한 보여 주었다.; 연구는 전기 활성 고분자로부터 제조 장치에서 약물과 치료 단백질의 방출을 보여 주었다. ^8-12 최근 전기 활성 폴리머는 광열 치료에 치료제로서 사용되어왔다. ^13-15 광열 치료에, 광열 에이전트 근처에서 광을 흡수해야 또한 일반적으로 광이 1cm까지. ^{(16, 17)이} 범위, 조직 침투 깊이가 최대 치료 창으로 알려진 - 적외선 (NIR) 영역 (~ 700-900 ㎚), 헤모글로빈 등의 생물학적 발색단 산소화 헤모글로빈, 지질 및 물이 거의없는 투빛을 흡수 할 수 있습니다 쉽게 침투한다. 광열 치료 요원이 창에서 빛을 흡수하면, photoenergy은 광열 에너지로 변환된다.

네기시 커플 링을 이용하여 합성 하였다 비스 벤젠 EDOT 단량체, 치환 알콕시 어빈과 동료들은 이전에보고했다. ¹⁸ 네기 결합은 탄소 - 탄소 결합 형성을위한 바람직한 방법이다. 이 프로세스는 덜 독성 및 다른 유기 금속을 사용보다 높은 반응성을 갖는 경향이 유기 아연 중간체의 사용을 포함하여 많은 장점을 갖는다. ^19,20 유기 아연 화합물과 같은 유기 할 작용기의 광범위와 호환된다. ^(20)에서 네기시 커플 링 반응이, 오르 가노 할라이드 및 유기 금속은 팔라듐 (0) 촉매의 사용을 통해 연결된다. ⁽²⁰⁾ 본원에 제시된 일,이 가교 결합 방법은 (1,4- 디 알콕시 -2,5- 비스의 합성에 이용된다 3,4-ethylenedioxythienyl) - 벤젠NE (BEDOT-B (OR) ₂₎ 단량체. 이들 단량체는 용이하게 생물 의학 응용에 사용하기위한 유망한 후보 중합체를 수득 전기 화학적 또는 화학적으로 중합 될 수있다.

생체 의학 애플리케이션 수용액 콜로이드 중합체 현탁액의 제조를위한 종래의 방법은 일반적으로 폴리 NP에 제조하기 위해서는 nanoprecipitation 또는 에멀젼 용매 증발 기술에 의해. ^{21,22이어서} 벌크 중합체의 용해에 수반 () BEDOT-B (OR ₂₎ NPS 값 시츄 에멀젼 중합을 통해 합성되는 경우, 상향식 접근법은 여기에 설명된다. 에멀젼 중합이 쉽게 확장되고 NP 준비를위한 비교적 빠른 방법이다 공정이다. 다른 전기 활성 폴리머 NPS를 생성하기 에멀젼 중합을 이용하여 ²² 연구가 된 PPy과 PEDOT에 대해보고되었다. ^15,23,24 PEDOT NP는, 예를 들면, 스프레이 에멀젼 (P)을 사용하여 제조 된olymerization. ^(24)이 방법을 재현하는 것이 곤란하며, 일반적으로 큰 미크론 사이즈의 입자를 산출한다. 이 문서에서 설명하는 프로토콜은 재현성 100 나노 고분자 NPS를 준비하는 드롭 초음파 방법의 사용을 탐구한다.

이 프로토콜에서, 전기 활성 중합체는 이전에보고 된 폴리 유사한 NIR 영역에서 빛을 흡수하기 위해 원단 (BEDOT-B (OR)를 ₂₎ 합성 및 전기 장치와 PTT 에이전트로 자신의 잠재력을 입증하기 위해 특징으로한다. 우선, 네기시 커플 링에 의해 단량체의 합성을위한 프로토콜이 설명된다. 단량체는 NMR 및 UV-힘 근적외선 분광법을 사용하여 특징이다. 수성 매질에서 산화 에멀젼 중합을 통해 NP 콜로이드 현탁액의 제조 또한 기술되어있다. 절차는 이전 한 동부 등. 다른 단량체에 적용하여 설명 두 단계 에멀젼 중합 공정에 기초한다. 두 활성제 시스템이다NP의 단 분산을 제어하기 위해 사용된다. 세포 생존력 분석법 된 NP의 cytocompatibility을 평가하는 데 사용된다. 마지막으로, PTT 변환기로서 작용하는 이들의 NP에 전위 NIR 레이저 조사에 의해 증명된다.

프로토콜

주의 : 사용하기 전에 모든 관련 안전 보건 자료 (SDS)를 참조하시기 바랍니다. 이러한 합성에 사용되는 시약 중 일부는 잠재적 인 위험이다. 개인 보호 장비 (안전 안경, 장갑, 실험실 코트, 긴 바지와 폐쇄 발가락 신발)을 포함한 모든 적절한 안전 방법을 사용하고, 흄 후드에서 합성을 수행하십시오. 리튬 화는 특히 위험하다 만 감독과 적절한 교육을받은 개인에 의해 수행되어야한다.

1. 모노머 합성

참고도 1은 전구체 및 그 합성 섹션 1.2에서 설명하는 단량체의 제조를위한 화학 행 도시 - 1.5.

1. 기재
   1. 전술 한 바와 같이 EDOT를 정화. ⁽²⁵⁾
   2. 24 시간 동안 진공하에 테트라 부틸 암모늄 에틸 아세테이트로부터 퍼클로레이트 (TBAP) 건조 재결정. n- 부틸 리튬 Hoye 등에 의해 기술 된 바와 같이 (헥산에서 nBuLi, 2.5 M)을 적정한다. ^{(26) 내에서 48 시간 전에 실제 농도를 결정하는 데 사용합니다.}
   3. 마그네슘 설페이트로 건조하고 사용하기 전에 24 시간 동안 100 ℃에서 탄산 칼륨. 수신 한이 프로토콜에 사용 된 모든 다른 화학 물질을 사용합니다.
2. 1,4- 디 알콕시 벤젠의 합성
   참고 :도 1A는 1- 브로 모 헥산을 사용하여 1,4- dihexyloxybenzene의 제조를 나타낸다.
   1. 격벽, 아르곤 유입구 어댑터, 및 버블 러에 연결된 가스 출구가 장착 어댑터 응축기 오븐 - 건조 된 3 구 둥근 바닥 플라스크를 장비. 이전에 밀봉을 플라스크에 교반 막대를 추가합니다.
   2. 폴리 (비닐 클로라이드)를 이용하여 슈 렝크 라인 (PVC) 튜브의 입구 어댑터를 연결하고 아르곤으로 둥근 바닥 플라스크를 퍼지.
   3. 둥근 바닥 플라스크에 히드로퀴논 12.5 g (113.5 밀리몰)를 첨가하고, 교반하면서, 무수 테트라 히드로 푸란 (THF) 20 ㎖에 용해.
   4. 별도로, 단일 - 목에서 에탄올 30 ㎖에의 KOH 14g (250 밀리몰)을 용해둥근 바닥 플라스크에 용해 될 때까지 저어.
   5. 일단 용해하고, 서서히 주사기를 사용하여 3 구 둥근 바닥 플라스크에 KOH 용액을 추가한다. 혼합물을 1 시간 동안 교반을 허용합니다.
   6. 1 시간 후, 반응 혼합물에 1- bromoalkane 250 밀리몰을 추가한다.
   7. 아르곤 하에서 교반하면서 24 시간 동안 환류하에 반응 혼합물을 가열한다.
   8. 24 시간 후, 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 15 mL의 탈 이온수와 디클로로 메탄 10 ㎖를 추가 할 수있다.
   9. 분별 깔때기에 혼합물을 전송합니다. 유기층을 분리하고 DI 물 10 ㎖로 세 번 씻는다.
   10. 15 분 동안 _황산 15g을 통해 유기 층을 건조.
   11. 여과지를 통해 진공 여과를 통해 _황산을 제거합니다.
   12. 조질 백색 고체로서 1,4- dialkoxybenzene 수율 50 ° C에서 21 kPa로 회전 증발기를 사용하여 여과 액에서 용매를 제거한다.
   13. 정도로만 뜨거운 에탄올을 첨가하여, 조 생성물을 재결정생성물을 용해. 용해 후, 결정화를 유도하기 위해 얼음 조에서 배치했다.
   14. 여과지를 통해 진공 여과를 통해 결정을 수집하고 차가운 에탄올로 씻는다.
   15. 실온에서 24 시간 동안 진공 하에서 결정을 건조하고 더 사용할 때까지 아르곤 하에서 저장합니다. 이 절차는 1,4- dihexyloxybenzene을 생산하고 있습니다.
   16. 융점 및 ¹ H, ¹³ C의 NMR 분광법을 이용하여 생성물을 특성화. ²⁷
3. 1,4- 디 알콕시 벤젠 함유 에스테르 잔기의 합성
   참고 :도 1b는 에틸 -4- bromobutanoate를 이용 1,4- dialkoxybenzene의 제조를위한 화학적 경로를 나타낸다.
   1. 격벽, 아르곤 유입구 어댑터, 및 버블 러에 연결된 유리 콘센트 어댑터 장착 응축기 오븐 - 건조 된 3 구 둥근 바닥 플라스크를 장비. 이전에 밀봉을 플라스크에 교반 막대를 추가합니다.
   2. PVC 튜빙을 사용 쉬 렌크 라인에 입구 어댑터를 연결하고 아르곤으로 퍼지.
   3. KI의 1.88 g (93.5 mmol) 및 K ₂ CO _3의 15.69 g (93.3 밀리몰)의 무게와 둥근 바닥 플라스크에 추가 할 수 있습니다.
   4. 무수 N, N- 디메틸 포름 아미드 (DMF)의 25 ML을 추가하고 염이 용해 될 때까지 저어.
   5. 용해 후, 반응 혼합물에 히드로퀴논 2.5 g (18.7 밀리몰)를 첨가하고, 용해 될 때까지 반응물을 교반한다.
   6. 모든 고체가 용해 될 때, 알킬 bromoalkanoate 46.8 밀리몰을 추가; 연속 교반하면서 아르곤 하에서 24 시간 동안 환류하에 반응 혼합물을 가열한다.
   7. 열로부터 반응 혼합물을 제거하고 실온으로 냉각되도록.
   8. 분별 깔때기에 반응 혼합물을 옮기고 유기 층을 추출하여 물 (20 mL)과 에틸 아세테이트 (20 ml)에 추가한다. 유기 층을 분리하고 물을 3 회 (20 ㎖ 부)를 세척한다.
   9. 15 분 동안 _황산 15g을 통해 유기 층을 건조. 건조 후에 FIL 통해 진공 여과를 통해 혼합물로부터 _황산을 제거터 용지.
   10. 100 ° C에서 21 kPa로 회전 증발기를 사용하여 용매를 제거한다. RT O / N에서 진공하에 건조하여 조 생성물.
   11. 모든 고체가 용해 될만큼 뜨거운 에탄올을 첨가하여 생성물을 재결정. 용해 후 얼음에 플라스크를 냉각하고 결정을 형성 할 수 있습니다. 진공 여과를 통해 제품을 수집하고 차가운 에탄올로 씻는다.
   12. 24 시간 동안 실온에서 진공 하에서 결정을 건조하고 더 사용할 때까지 아르곤 하에서 저장합니다. 이 절차는 1,4- 비스 (에틸 부타) 벤젠을 생성한다.
   13. 융점 및 ¹ H, ¹³ C의 NMR 분광법을 이용하여 생성물을 특성화. ²⁸
4. 1,4- 디 알콕시 -2,5- dibromobenzenes의 합성
   주 : 1,4- 디 알콕시 -2,5- dibromobenzenes의 제조를위한 화학적 경로는도 1a 및도 1b에 도시된다.
   1. 아르곤 주입구, 캡핑 정압 첨가 깔대기로 건조, 3 구 둥근 바닥 플라스크에 맞는유리 마개 또는 격막, 및 1 M NaOH 용액을 통해 일시 반전 유리 깔때기를 장착 플라스틱 배관에 연결된 콘센트.
   2. 이 둥근 바닥 플라스크에서, 디클로로 메탄, 1,4- dialkoxybenzene 218 밀리몰 (15ml)에 용해.
   3. 별도로, 250 mL의 플라스크에 브롬 _(2)의 12 ㎖ (598 밀리몰)를 첨가하고, 디클로로 메탄 (12 ml)로 희석.
   4. 정압 첨가 _{깔대기에의} Br2 / 디클로로 메탄 용액을 전송. 2 시간의 기간 동안 아르곤하에 교반하면서 3 구 둥근 바닥 _{플라스크에의} Br2 용액을 적가.
   5. 첨가 완료 후에, 반응이 연속 아르곤 기류하에 O / N을 교반한다.
   6. DI 물 (20 ㎖)을 첨가하여 반응을 종결하고, 분별 깔때기에 혼합물을 붓는다.
   7. 유기 층을 분리하고 DI 물 (20 ㎖ 부)로 3 회 반복한다. 15 분 동안 _황산 15g을 통해 유기 층을 건조.
   8. 하여 _황산을 제거진공 여과지로 여과하고, 75 ° C에서 21 kPa로 회전 증발기를 사용하여 용매를 제거한다.
   9. 모든 고체가 용해 될만큼 뜨거운 에탄올을 첨가하여 조 질의 1,4- 디 알콕시 -2,5- 디 브로 모 벤젠을 정제. 용해 후 얼음에 플라스크를 냉각하고 결정을 형성 할 수 있습니다. 진공 여과를 통해 제품을 수집하고 차가운 에탄올로 씻는다.
   10. RT O / N에서 진공 정제 된 제품을 건조; 아르곤 하에서 저장합니다.
   11. 융점 및 ¹ H, ¹³ C의 NMR 분광법을 이용하여 생성물을 특성화. ^27,28을
5. 1,4- 디 알콕시 -2,5- dibromobenzenes 3,4- 에틸렌과의 네기시 커플 링 (EDOT)
   참고 : 그림 1C는 단량체 M1과 M2를 형성하기 위해 EDOT와 1,4- 디 알콕시 -2,5- dibromobenzenes의 네기시 커플 링을 보여줍니다.
   1. 격벽, 아르곤에 연결된 입구 유동 제어 어댑터가 장착 된 응축기 및 가스 출구 유동 콘 깨끗한 3 구 둥근 바닥 플라스크에 맞는버블에 연결 트롤 어댑터.
   2. 두꺼운 벽 PVC 튜브를 사용하여 쉬 렌크 라인에 입구 어댑터를 연결합니다. 몇 분 동안 반응 플라스크에 아르곤을 유입 시작.
   3. 분젠 버너를 사용하여, 진공 하에서 장치를 불꽃 - 건조 에어리스 환경을 확보하기 위해 아르곤으로 3 회 퍼지.
   4. 정제 된 EDOT 1.07 g (10 밀리몰)을 달아 셉텀을 통해 삽입 주사기를 사용하여 반응 플라스크에 추가. 무수 THF (20 mL)로 희석하고 EDOT를 아르곤 하에서 교반 하였다.
   5. -78 ℃에서 15 분 동안 드라이 아이스 / 아세톤 조를 사용 EDOT 용액을 함유하는 플라스크를 진정.
   6. -78 ℃에서 온도를 유지하면서 15 분 후, 헥산 용액을 천천히 적가 11 밀리몰에서 nBuLi를 추가한다. 1 시간 동안 -78 ℃에서 반응을 교반 하였다.
      주 :에서 nBuLi의 정확한 농도는 1.1 절에 따라 사용하기 전에 적정에 의해 결정되어야한다.
   7. 1 시간 교반 한 후 드라이 아이스 / 아세톤을 제거 BA일.
   8. 즉시 목욕을 제거한 후, 1.0 M ZnCl ₂ 용액을 적가의 14.13 ml를 추가합니다. 실온에서 교반하면서 반응이 1 시간 동안 할 수있게합니다.
   9. 1 시간 교반 한 후, 4 밀리몰 반응 혼합물에 1,4- 디 알콕시 -2,5- 디 브로 모 벤젠 및 테트라 키스 0.08 밀리몰 (트리 페닐 포스 핀) 팔라듐 (0)의 추가.
   10. 오일 조에서 환류 반응 혼합물 (70 °의 C)을 가열한다.
   11. 박층 크로마토 그래피 (T​​LC)를 사용하여 반응 과정을 추적 : 일일 주사기를 이용하여 반응 혼합물의 작은 (0.2 mL)을 분취를 취하여 2 ml의 1 M 염산으로 침전. 2 ml의 _{클로로포름으로} 추출하고 EDOT의 솔루션과 appropriate1,4 - 디 알콕시 -2,5- 디 브로 모 벤젠의 관광 명소와 함께 실리카 TLC 판에 추출물을 발견. 60:40 에틸 아세테이트로 용리 : 헥산.
   12. 반응이 완료되면, 반응 혼합물을 RT로 냉각되도록. 디클로로 메탄의 첨가 (20 ㎖)에이어서 1 M 염산 10 ㎖를 첨가하여 반응을 종결.
   13. TR분별 깔때기에 ansfer하고 유기층을 분리.
   14. 세척 물이 더 이상 산성이 될 때까지 탈 이온수 유기층을 씻어 없다. 산도 종이와 세척수의 산도를 테스트합니다.
   15. _황산, 필터 15g 위에 유기 층을 건조시키고, 황색 오렌지색 고체로서 조 질의 확장 공액 단량체 (M1 또는 M2)을 수득 50 ° C, 21 kPa로에서 회전 증발기를 사용하여 용매를 제거한다.
   16. M2 벤젠 : 1 에탄올 : 벤젠 용액 M1 또는 7 : 2 헥산 (3)의 뜨거운 용액을 사용하여 조질 생성물을 재결정. 고체를 용해 될만큼 뜨거운 혼합 용매를 추가합니다. 용해 후 얼음에 플라스크를 냉각하고 결정을 형성 할 수 있습니다. 진공 여과를 통해 제품을 수집하고 차가운 에탄올로 씻는다.
   17. 실온에서 24 시간 동안 진공 제품을 건조시킵니다. 아르곤하에 어둠 속에서 보관하십시오.
   18. 융점 및 ¹ H, ¹³ C의 NMR 분광법을 이용하여 생성물을 특성화. ¹⁸

2. 전기 화학

1. 전기 중합
   1. 50 mL의 메스 플라스크에 무수 아세토 니트릴 (CH ₃ CN)에 100 mM의 테트라 부틸 암모늄 퍼클로레이트 (TBAP) 전해질 용액을 제조 하였다.
   2. 10ml에 부피 플라스크 희석제로 100 mM의 TBAP / CH ₃ CN 용액을 사용하여 (M1 또는 M2) 솔루션 10 MM의 단량체를 준비합니다.
   3. 오븐 건조 된 전기 화학 셀은 와이어 (의사 - 기준 전극)과 백금 플래그 (대극)을 추가한다.
   4. 작업 전극으로 사용하기 위해 갓 연마 백금 버튼 (2mm ² 직경)를 삽입합니다. 백금 버튼 전극의 바닥은 전기 화학 전지의 바닥에 닿지 않도록되어 있는지 확인합니다.
   5. 모든 세 개의 전극의 선단이 상기 용액에 침지되도록 충분히 단량체 전해액으로 전기 화학 셀을 채운다.
   6. 일에 몰두 바늘을 통해 부드럽게 버블 링 아르곤 5 분 솔루션을 드 - 공기에 쐬다전자 솔루션입니다.
   7. 바늘을 상기 용액 2mm를 높이고 용액을 통해 아르곤 블랭킷을 유지하기 위해 실험을 통하여 아르곤 흐름을 계속한다.
   8. 텐쇼에 전극을 연결하고 100 MV / sec의 스윕 속도와 -1.5 V 및 1.0 (V) 사이의 잠재적 인 범위에서 적용 가능성이 다섯 번 순환에 의해 중합을 시작
   9. 순환 전압 전류를 생성하는 데이 과정에서 전류 출력을 기록합니다.
2. 고분자 전기 화학
   1. 고분자 필름은, 백금 버튼 작업 전극 상에 증착 한 후, 단량체, 전해질 용액으로부터 모든 전극을 제거하고 부드럽게 단량체 무 전해질 용액 (3 ml)로 헹군다.
   2. 깨끗한 전기 화학 전지에 전극을 추가하고 모든 세 개의 전극의 끝은 용액에 침지되도록 충분히 모노머없는 전해질 용액을 추가합니다.
   3. 텐쇼에 전극을 연결합니다. 적용 가능성 TW주기50 MV / sec의 스윕 속도와 -1.5 V 및 1.0 (V) 사이의 잠재적 인 범위에서 O 시간
   4. 100에서 200, 300, 400 MV / 초 실험을 반복합니다. 사이 클릭 볼타 모 그램을 생성하기 위해 각각의 실험 기간 동안 전류 출력을 기록한다.
3. UV-마주-NIR 분광학 및 광열 연구 Electropolymerized 필름의 제조
   1. 인듐 주석 산화물 (ITO) 등의 작동 전극 코팅 된 유리 슬라이드를 이용하여, 상기 섹션 2.1에서 이번에 바와 같은 폴리머 필름을 준비한다. 100 MV / 초의 스캔 속도로 5주기에 걸쳐 폴리머 필름을 성장한다.
   2. 고분자 퇴적 한 후, 단량체 용액으로부터 전극을 제거하고, 아세토 니트릴 (5 ml)로 헹군다.
   3. 분광 연구 전에 아세토 니트릴 중합체 필름을 저장한다.

3. 순이익 준비

도 2는 에멀젼 중합을 통해 NP 제제에 사용되는 방법의 개략도를 도시한다.

1. 홍보epare 2 % 용액 1 ml를 유리 바이알에 물에 폴리 (4- 스티렌 술폰산 - 코 - 말레 산) (PSS-CO-MA) (/ V w). 유리 병에 작은 자석 교반 막대를 추가합니다. 이것은 성상이다.
2. microcentrifuge 관에 클로로포름 16 ㎎ / ㎖ 단량체 용액 100 μl를 준비합니다.
3. 100 μL 단량체 용액에 도데 실 벤젠 설 폰산 (DBSA) 0.03 g을 용해하여 유기 용액을 제조 하였다. 용액의 균일 성을 확보하기 위해 30 ~ 60 분 동안 자동 볼텍스 혼합기를 사용하여 유기 용액을 혼합한다.
4. 유기 용액의 전체 볼륨이 사용될 때까지 자기 교반 막대로 교반하면서 10 μL 씩 적가 성상에 유기상을 추가한다. 추가 사이에 60 초 동안 교반 허용합니다.
5. 혼합물을 희석 물 2 ㎖를 추가합니다. 유리 병에서 교반 막대를 제거합니다.
6. 침지하면서 30 %의 진폭에서 10 초 간격으로 20 초 총 탐침 초음파 처리기를 사용하여 초음파 처리 에멀젼빙욕에서 바이알.
7. 얼음 욕조에서 샘플 병을 제거 교반 막대를 교체하고, 에멀젼을 교반을 계속합니다.
8. 모노머 에멀젼에 물 _50ml을 100 ㎎ / ㎖ 솔루션의 3.8 μl를 추가합니다. 지속적으로 교반하면서 중합은 1 시간 동안 발생할 수 있습니다. 폴리머의이 프로토콜 수익률의 NPS는 PSS-CO-MA와 안정.
9. 교반 판에서 NP 서스펜션을 제거하고 7 ㎖의 원심 분리기 튜브로 전송할 수 있습니다. 3 분 동안 75,600 XG에서 현탁액을 원심 분리기; 뜨는을 복구하고 펠렛을 폐기합니다.
10. 100 kDa의 분자량 컷 오프 (MWCO) 투석 튜브를 사용하여 24 시간 동안 상층 액을 투석.

4. 폴리머 필름과 순이익 특성

주 : UV-힘 NIR 분광기를 통해 중합체 필름 및 NPS를 특성화하고, 동적 광산란, 제타 전위 분석, 전자 현미경을 사용하여 된 NP.

1. 자외선 마주-N에서 고분자 흡수의 결정IR 스펙트럼 ⁽²⁹⁾
   1. 순이익 현탁액 : 석영 큐벳에 현탁액을 전송하고 (300)에서 스펙트럼 획득 - 5 nm의 스캔 간격으로 1000 nm의.
   2. 산화 된 폴리머 필름 : 석영 큐벳에 중합체 코팅 된 ITO 유리 슬라이드 이동하고, 무수 아세토 니트릴 큐벳을 채운다. 아세토 니트릴에 _{클로로포름 50ml을의} 100 ㎎ / ㎖ 용액 2 방울을 첨가하고, 중합체 필름이 완전히 산화되어되도록 혼합한다. 5 nm의 주사 간격이 1000nm - (300)로부터 스펙트럼을 획득.
   3. 감소 폴리머 필름 : 큐벳에 폴리머 코팅 된 ITO 유리 슬라이드를 전송하고 무수 아세토 니트릴과 큐벳을 입력합니다. 액체 히드라진 한 방울을 추가하고 고분자 필름이 완전히 감소하기 위해 섞는다. 5 nm의 주사 간격이 1000nm - (300)로부터 스펙트럼을 획득.
2. 동적 광산란 (DLS) ^(30)를 사용하여 NP 크기의 결정
   1. DLS 악기의 전원을 켜고 허용그것은 15 분 동안 워밍업합니다.
   2. 일회용 폴리스티렌 큐벳에서 0.01 ㎎ / ㎖ 및 장소의 농도로 물에 NP 현탁액을 희석.
   3. 리더 큐벳를 놓고 측정을 시작합니다.
3. 순이익 제타 전위 ^(31)의 결정
   1. 제타 전위 악기를 켜고 30 분 동안 따뜻하게 할 수 있습니다.
   2. 된 10 mM의 KCl 용액 800 μL에 NP 현탁액 200 μl를 희석하여 시료를 준비한다.
   3. 시료 700 μL와 일회용 폴리스티렌 큐벳을 입력합니다.
   4. 기포가 전극 사이 또는 레이저 광 경로에 포획되지 않도록 보장 샘플로 제타 전위 전극 셀을 삽입한다.
   5. 기기에 큐벳을 삽입하고 측정을 실행하기위한 소프트웨어 지침을 따르십시오.
4. 주사 전자 현미경 (SEM) ^(32)를 사용하여 NP 크기의 결정
   1. 드롭 캐스트 순이익 현탁액의 10 μl를 실리콘 웨이퍼에와건조 할 수 있습니다.
   2. 코트에게 이리듐의 2 나노 미터와 건조 NPS를 스퍼터.
   3. 화상 5mm의 작업 거리에서 5 kV의 샘플에서.

5. 국민 연금의 Cytocompatibility 조사

주 : 모든 세포 조작은 바이오 캐비닛 (층류 후드) 환경에서 박테리아, 효모 또는 곰팡이와 세포의 오염을 방지하기 위해, 잠재적으로 감염성 질환으로부터 사용자를 보호하기 위해 수행되어야한다. 세포에 사용 된 모든 솔루션과 공급 멸균해야한다. 적절한 무균 세포 배양 기술을 사용합니다.

1. 배양 CO2 _{인큐베이터} (5 % CO ₂₎ 성장 배지로서 10 % 소 태아 혈청이 보충 된 둘 베코 변형 이글 중간 (DMEM)를 사용하여 37 ℃에서 T75 플라스크에 SKOV-3 난소 암 세포.
2. / 웰로 96- 웰 플레이트에 5,000 세포의 세포 밀도로 시드 세포 CO _2에서 37 ℃에서 24 시간 동안 배양 인큐베이터.
3. 사용 직전에, 1 ㎎ / ㎖의 농도로 완전 성장 배지에서 NP 현탁액을 희석.
4. 0.2 ㎛의 멸균 필터를 통과함으로써 NP 현탁액을 여과하고, 1 % 페니실린 / 스트렙토 마이신이 보충 된 완전 성장 배지로 원하는 노출 농도 (2-500 μg의 / ㎖)로 희석.
5. 부드럽게 피펫 팅하여 96 웰 플레이트에 각 웰에서 용지를 제거하고 다양한 노출 농도 순이익 현탁액 100 ㎕로 교체, 또는 양성 및 음성 cytocompatibility 컨트롤 모두 NP-무료 매체의 100 μL와. 조건 당 6 복제 우물을 활용합니다.
6. 바로 다음 단계 전에, 페놀 레드가없는 DMEM에서 3- (4,5- 디메틸 티아 졸 -2- 일) 0.5 ㎎ / ㎖ 용액 -2,5- 디 페닐 테트라 졸륨 브로마이드 (MTT)를 준비한다. 살균 필터 멸균 0.2 μm의 필터를 통해 MTT 솔루션입니다.
7. TY (NPS에서 원하는 시간 동안 세포를 배양시킨 후pically 24 또는 48 시간)을주의 깊게 피펫 팅에 의해 순이익 현탁액을 제거합니다.
8. 즉시 조건에 따라 다음과 미디어를 교체 :
   1. 네거티브 cytocompatibility 컨트롤 6 웰 각각에 100 μL 메탄올을 추가 5 분 이상 방치시키고. 메탄올 처리 후, 페놀 레드가없는 DMEM에서 멸균 여과 0.5 ㎎ / ㎖ MTT 용액 100 ㎕와 메탄올을 대체합니다.
   2. 양성 대조군과 NP 처리 샘플, 페놀 레드가없는 DMEM에 무균 필터링 된 0.5 ㎎ / ㎖ MTT 용액 100 ㎕와 함께 배지를 교체한다.
9. 인큐베이터에서 2 ~ 4 시간 동안 세포를 품어. 배양 후, 포르 마잔 결정의 형성을 확인하기 위해 현미경으로 세포를 검사.
10. 조심스럽게 피펫 팅하여 MTT 용액을 제거하고 디메틸 설폭 100 ㎕ (DMSO)로 교체합니다.
11. 진탕 기에서 96 웰 플레이트를 놓고 대한의 용해를 촉진하는 데 몇 분 동안 혼합mazan 결정.
12. 웰은 590nm (포르 마잔 생성물의 피크 흡광도) 및 700 nm의 (기준선)에서 각각의 흡광도를 측정한다.
13. 물론 각각 590 nm에서 그에서 700 나노 미터 (베이스 라인)에서 샘플의 흡광도를 뺀다.
14. 양성 대조군의 평균으로 나누어 보정 흡광도를 정규화 및 100을 곱하여 백분율로 변환.
15. 각 조건의 평균 %의 생존과 표준 편차를 결정합니다.

6. 광열 형질 연구

참고 :. 이전에 빠따와 Tunell 설명 레이저 시스템이 사용된다이 연구에서 ⁽³³⁾

1. 순이익 정학의 광열 전달
   1. 관심의 농도로 탈 이온수에 NPS를 희석.
   2. 96 웰 플레이트의 웰에 순이익 서스펜션의 100 μl를 추가합니다. 25 ° C로 유지 된 핫 플레이트에 잘 플레이트를 놓습니다.
   3. 레이저의 전원을 켜고 t 수O를 몇 분 동안 따뜻하게. 본 연구에서는 전력 1 W 최대 정격 광섬유 결합 808 나노 레이저 다이오드가 사용됩니다.
   4. 행 광섬유를 통해 시료 대 향하여 레이저 빔. 원하는 스폿 사이즈로 레이저 광을 발산하는 볼록 렌즈를 사용한다.
   5. 표준 파워 미터를 이용하여 출력 전력을 측정 한 W ^/ ㎠의 전력을 조정한다.
   6. 적외선 카메라 (InSb를 적외선 카메라 (FLIR의 SC4000))를 켜고 레이저에 초점이 맞춰 6mm 지점의 온도를 읽을 관심 (ROI) 지점의 영역을 설정합니다.
   7. 레이저 빔의 초점에있는 관심 잘 배치. 샘플의 기준 온도를 기록한다. 레이저의 전원을 켜고 온도를 기록하면서 5 분 동안 계속 잘 조사.
   8. 5 분 후, 레이저를 끄고 다시 시작하는 기준 온도로 냉각 될 때까지 우물의 온도를 기록 계속합니다.
      열을 각 서스펜션을 세 번 냉각을 계산 : 주시간이 지남에 따라 평균 온도 변화. 광열 변환을위한 음성 대조군으로 순이익 서스펜션 대신에 25 ℃에서 탈 이온수를 사용합니다.
2. 고분자 필름의 광열 전달
   1. 25 ° C로 유지 된 핫 플레이트에 고분자 ITO 코팅 유리 슬라이드로 이동.
   2. 레이저의 전원을 켜고 몇 분 동안 따뜻하게 할 수 있습니다. 본 연구에서는 전력 1 W 최대 정격 광섬유 결합 808 나노 레이저 다이오드가 사용됩니다.
   3. 행 광섬유를 통해 시료 대 향하여 레이저 빔. 원하는 스폿 사이즈로 레이저 광을 발산하는 볼록 렌즈를 사용한다.
   4. 표준 파워 미터를 이용하여 출력 전력을 측정 한 W ^/ ㎠의 전력을 조정한다.
   5. 적외선 카메라 (InSb를 적외선 카메라 (FLIR의 SC4000))를 켜고 레이저에 초점이 맞춰 6mm 지점의 온도를 읽을 관심 (ROI) 지점의 영역을 설정합니다.
   6. 레이저 빔의 초점에서 상기 필름을 배치. B을 기록샘플의 온도 aseline. 레이저의 전원을 켜고 온도를 기록하면서 5 분 동안 지속적으로 샘플을 조사.
   7. 5 분 후, 레이저를 끄고 다시 시작하는 기준 온도로 냉각 될 때까지 샘플의 온도를 기록 계속합니다.
      주 : 열 및 각 막 세 번 냉각 시간 동안의 평균 온도 변화를 계산한다. 광열 변환을위한 음성 대조군으로 25 ° C에서 벌거 벗은 ITO 슬라이드를 사용합니다.

결과

M1과 M2를 산출 반응 프로토콜은도 1에 도시되어있다. 모노머는 융점, ¹ H, ¹³ C NMR 스펙트럼을 특징으로하고, 원소 분석을 할 수있다. ¹ H NMR 스펙트럼은 원자들이 전자 환경의 연결성에 관한 정보를 제공한다; 따라서, 일상적 반응이 성공적으로 완료되었는지 확인하는 데 사용됩니다. 네기시 커플 링 반응은 7.1 ppm으로 7.8 ppm으로 시프트 페닐 프로톤 피크의 원인 EDOT로 페닐 고리의 결합을 포함한다. 티에 닐 양성자는 6.5 ppm으로 업 필드 이동합니다. 에틸렌 다리 탄소의 4 개의 양성자는 4.3 ppm으로 다중 상태의 두 집합으로 분할합니다. 지방족 탄소에 양성자가 크게 변경되지 않습니다. ¹³ C NMR 스펙트럼은 170 페닐 탄소 145, 140, 및 티에 탄소 113, 150, 120, 및 112의 피크를 나타낼 것이다. 알...

토론

본 연구에서는 전기 활성 고분자 된 NP는 암 치료에 대한 잠재적 인 PTT 에이전트로 합성되었다. NP에의 제조는 에멀젼 중합 한 후 모노머의 합성을 시작으로 설명한다. 이러한 EDOT 및 피롤 같은 전기 활성 고분자를 이용한 된 NP의 제조 이전에 설명되었지만,이 논문은 중합 된 NP의 제조는, 고유의 확장 공액 단량체로 시작하는이 방법은 더 크고 복잡한 단량체로 확장 될 수 있음을 보여주는 설명한다.

두 개의 서로 다른 경로가 dialkoxybenzene 모노머를 합성하는 데 필요한. 1,4- dihexyloxybenzene은 KOH / EtOH로를 사용하여 합성 할 수 있지만, 그 방법은 1,4- 비스 염기 - 촉진 에스터 가수 분해로 인해 대부분 (에틸 부타) 벤젠의 합성 실패. KI / K ₂ CO ₃ 혼합물을 사용하는 경우에는, 가수 분해가 방지되고, 제품이 성공적으로 얻어진다. 봇의 브롬화시간 디 알콕시 벤젠은 브롬

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
2mm 직경의 백금 작업 전극	CH Instruments	CH102	매우 미세한 사포를 사용하여 연마되었습니다
. 3,4-ethylenedioxythiophene	Sigma-Aldrich	483028	진공 증류로 정제
3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-Diphenyltetrazolium Bromide (MTT) 98%	Alfa Aesar	L11939
505 Sonic Dismembrator	Fisher Scientific™	FB505110	1/8" 팁과 500  와트
808nm 레이저 다이오드	ThorLabs	L808P1WJ	1W
Acetonitrile 무수 99%	Acros	61022-0010
Avanti J-26 XPI	Beckman Coulter	393127
Bromohexane 98%	MP Biomedicals	202323
투석(100,000) MWCO	SpectrumLabs	G235071
Dimethyl sulfoxide 99% (DMSO)	BDH	BDH1115
디메틸포름아미드 무수 (DMF) 99%	Acros	326870010
Dodecyl benzenesulfonate (DBSA)	TCI	D0989
둘베코 s 변형 이글 매체 (DMEM)	코닝	10-013 CV
EMS 150 TES 스퍼터 코팅기	전자 현미경 과학
에탄올 (EtOH) 100 %	BDH	BDH1156
에틸 4- 브로 모 부티레이트 (98 %)	아크로스	173551000
에틸 아세테이트 99 %	피셔	UN1173
소 태아 혈청 (FBS)	코닝	35-010-CV
Helios NanoLab 400	FEI
헥산	피셔	H306-4
염산(HCl)	Fisher	A142-212
하이드로퀴논 99.5%	아크로스	120915000
하이드로진 무수 98%	시그마-알드리치	215155
인듐 주석 산화물(ITO) 코팅 갈스	Delta Technologies	CG-41IN-CUV	4-8 Ω/sq
염화철 97% FeCl3	Sigma-Aldrich	157740
황산마그네슘(MgSO4)	Fisher	593295	100 °에서 건조; C
SKOV-3	ATCC	HTB-26
메탄올	BDH	BHD1135
n-Butlithium (2.5 M)	Sigma-Aldrich	230707	Pyrophoric
Poly(styrenesulfonate-co-malic acid) (PSS-co-MA) 20,000MW	Sigma-Aldrich	434566
탄산칼	Sigma-Aldrich	209619	100 °에서 건조; C
수산화칼륨	Alfa Aesar	A18854
요오드화칼	Fisher	P410-100
RO-5 스터플레이트	, IKA-Werke
SC4000 IR 카메라	FLIR
Synergy H4 하이브리드 리더	Biotek
테트라부틸암모늄 퍼염소레이트(TBAP) 99%	Sigma-Aldrich	3579274	에틸 아세테이트,
테트라히드로푸란, 무수(THF), 99%	, 시그마-알드리치	, 401757
테트라키스(트리페닐포스핀), 팔라듐(0),	시그마-알드리치	, 216666	수분 민감형
써모믹서	Eppendorf
USB, potentiostat/galvanostat	WaveNow	AFTP1
Zetasizer, Nano Zs에서 재결정화합니다.	맬번		광학 배열 175°
염화 아연 (1M) ZnCl 2	Acros	370057000