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방법 논문

코어-쉘 란타넘족 실수로 업 나노 세포 응용 프로그램의 합성

14.6K 조회수

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DOI:

10.3791/56416

⸱

2017년 11월 10일

 ,  ,  ,  ,  , 

이 논문에서

요약

프로토콜은 란타넘족 실수로 업 코어-쉘 나노 (UCNs)의 합성 및 근 적외선 (NIR) 빛 조명에 따라 채널 단백질 규제에 대 한 그들의 휴대 전화 애플 리 케이 션에 대 한 제공 됩니다.

초록

란타넘족 실수로 업 나노 (UCNs) 속성에 따라 그들의 유망 하 고 제어할 수 있는 광학, 근처-적외선 (NIR) 빛의 흡수에 대 한 허용 하 고 나중에 그것을 변환할 수 있습니다 최근 몇 년 동안에 많은 관심을 받고 있다 다중화는 NIR에 표시 하는 UV에서 지역의 광범위 한 범위에 걸쳐 있는 배출. 이 문서에서는 자세한 실험 절차를 효율적으로 변환 하는 깊은 조직 꿰 뚫을 수 NIR 여기 (808 나노도 다른 란타넘족 이온 통합 코어-쉘 UCNs의 높은 온도 공동 강수량 합성 제공 nm) 480에 강한 파란 방출에 nm. 생체 고분자 (polyacrylic 산, PAA)와 표면 처리를 제어 하 여로 준비 UCNs 버퍼 솔루션에서 좋은 용 해도 획득 합니다. 친수성 나노는 더 공업화 특정 ligands (dibenzyl cyclooctyne, DBCO)와 세포 막에 지역화에 대 한. NIR 빛 따라 (808 nm) 조사, upconverted 블루 방출 효과적으로 세포 막에 빛-문이 채널 단백질을 활성화 하 고 특히 세포질에 (예를 들어, 캘리포니아2 +) 양이온 유입 규제 수. 이 프로토콜의 코어-쉘 란타넘족 실수로 UCNs 및 후속 생체 표면 수정 추가 휴대 전화 응용 프로그램에 대 한 합성에 대 한 실현 가능한 방법론을 제공합니다.

서론

최근 몇 년 동안, 란타넘족 실수로 업 나노 (UCNs) 널리 사용 된 기존의 유기 염료와는 주로 그들의 뛰어난 화학 및 광학 속성에 따라, 생명 의학 어플리케이션에 양자 점 하는 대신 좋은 생체 적합성, photobleaching, 및 좁은 대역폭 방출1,2,3에 높은 저항을 포함 하 여. 더 중요 한 것은, 그들은 우수한 조직 침투 깊이 vivo에서 UV, 표시에서 방출의 광범위 한 범위에 근 적외선 (NIR) 여기와 다중 광자 통해 NIR 영역 변환 하는 유망한 nanotransducer로 사용할 수 있습니다. 업 프로세스4,5. 이러한 독특한 속성 란타넘족 실수로 UCNs 생물 감지, 생체 이미징, 및 질병 theranostics6,,78특히 유망한 벡터 역할을 확인 합니다.

UCNs의....

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프로토콜

주의: 사용 하기 전에 모든 관련 물질 안전 데이터 시트 (MSDS)를 참조 하십시오. 공학적 통제 (증기 두건) 및 개인 보호 장비 (예를 들어, 안전 고글, 장갑, 실험실 코트의 사용을 포함 하 여 고온 (~ 290 ° C)에서 UCNs의 합성을 수행할 때 모든 적절 한 안전 관행을 사용 하시기 바랍니다 전체 길이 바지, 그리고 폐쇄 발가락 신발).

1. 합성의 NaYF 4: Yb/Tm/Nd (30/0.5/1%) @NaYF 4: Nd(20%) 코어-쉘 나노

  1. 합성의 NaYF 4: Yb/Tm/Nd(30/0.5/1%) 코어 nanostructure
    1. 다시 (채널 3 CO 2) 3, NaOH, NH 4 F 메탄올 재고 솔루션의 준비
      참고: (재) 란타넘족 이온 희토류는 이트륨 (Y),이 터 븀 (Yb), Thulium (Tm), 및 네오디뮴 (Nd). 5 mL 메탄올 (100 mg/mL), 250 mg이 터 븀 (III) 아세테이트 수화물 5 mL 메탄올 (50 mg/mL), 10 mg에 1 mL 메탄올 (10mg/....

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결과

코어-쉘 란타넘족 실수로 UCNs의 도식 합성 과정은 그림 1 과 그림 2에 표시 됩니다. 전송 전자 현미경 (TEM)와 코어 및 코어-쉘 UCNs nanostructures의 고해상도 전송 전자 현미경 (HRTEM) 이미지 각각 수집 했다 (그림 1). Ligand 무료 UCNs UCNs의 표면에 소수 올레산 산 성 솔루션을 제거 하 여 준비 하 고 친수성 폴리머 (PAA) 수정 됩니다. 다음 COOH 출장 PAA-UCNs는 기능성 DBCO-NH2 아 미드 응축 반응에 의해. Ligand 무료 UCNs, PAA UCNs 및 DBCO UCNs의 TEM 이미지는 그림 2에 표시 됩니다. 동적 산란 (DL), 제타 잠재적인 결과 DBCO UCN.......

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토론

이 문서는 휴대 전화 응용 프로그램에 대 한 기능 moieties 란타넘족 실수로 업 코어-쉘 나노 (UCNs)의 합성 및 그들의 표면 개 질에 대 한 메서드를 제시 했다. 이 소설을 접한 자외선과 NIR 빛 여기 다중 광자 업 과정에 따라 보이는 빛을 방출할 수 있다 뛰어난 광학 특성을 소유한 다. 이 프로토콜, 코어-쉘 UCNs nanostructures (NaYF4: Yb/Tm/Nd (30/0.5/1%)@NaYF4: Nd (20 %))는 준비 올레산 및 1 octadecene의 혼합물에서 높은 온도 공동 강 수 방법으로. 가장 이미지 보여 이러한 코어의 형태 및 코어-쉘 나노는 직경 20의 형태로 구형 및 30 nm 각각 암시 하는 쉘 두께 약 5 nm (그림 1). 코어-쉘 구조 또한 높은 해상도 가장 이미지 그림 1, 보여주는 핵심 UCNs nanostructures의 저것과 유사한 격자 변두리의 삽입에 의해 드러났습니다.......

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공개 사항

공개 하는 것이 없다.

감사의 글

이 작품은 NTU-AIT-MUV 남/16001, RG110/16 (S), (RG 11/13)에 의해 부분적으로 지원 하 고 (RG 35/15) 난 양 기술 대학교, 싱가포르, 국립 자연 과학 재단의 중국 (NSFC) (No. 51628201) 수상.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
1-옥타데센시그마 알드리치O806기술 등급
올레산시그마 알드리치364525기술 등급
메탄올피셔 사이언티픽A412기술 등급
에탄올피셔 사이언티픽A405기술 등급
아세톤피셔 사이언티픽A18기술 등급
헥산시그마 알드리치H292기술 등급
툴륨(III) 아세테이트 수화물(Tm(CH3CO2)3)Sigma Aldrich36770299.9% 미량 금속 기준
네오디뮴(III) 아세테이트 수화물(Nd(CH3CO2)3)Sigma Aldrich32580599.9% 미량 금속 기준
이테르븀(III) 아세테이트 수화물(Yb(CH3CO2)3)Sigma Aldrich32601199.9% 미량 금속 기준
이트륨(III) 아세테이트 수화물(Y(CH3CO2)3)Sigma Aldrich32604699.9% 미량 금속 기준
수산화나트륨(NaOH)Sigma AldrichS5881시약 등급
불화암모늄(NH4F)Sigma Aldrich338869ACS 시약
염화수소(HCl)Fisher ScientificA144시약 등급
폴리아크릴산(PAA)Sigma Aldrich323667평균 Mw 1800
1-Hydroxybenzotriazole 수화물(HOBT)Sigma Aldrich54802ACS 시약
1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드 하이드로클로라이드(EDC)시그마 알드리치E7750상용 등급
디벤조사이클록틴-아민(DBCO-NH2)시그마 알드리치761540ACS 시약
N,N-디이소프로필에틸아민(DIPEA)시그마 알드리치D125806ACS 시약
디메틸설폭사이드(DMSO)Fisher ScientificBP231기술 등급
HEK293 세포주ATCCCRL-1573인간 배아 신장
태아 소 혈청 (FBS)Sigma AldrichF1051ACS 시약
페니실린-스트렙토마이신Thermo Fisher1514012210,000 U/mL
플라스미드 (pCAGGS-ChR2-Venus)Addgene15753플라스미드는 한천 찌르기에 박테리아로 보내졌습니다
Thermo Fisher11965092High glucose
Opti-Modified Eagle Medium (MEM)Thermo Fisher51985034Reduced Serum Media
Lipofectamine 3000 Transfection ReagentThermo FisherL3000015Lipid-based Transfection
N-Azidoacetylmannosamine, Acetylated (Ac4ManNAz)Sigma AldrichA7605ACS 시약
Trypsin-EDTA (0.25%)Thermo Fisher25200056Phenol red
Rhod-3 AM 칼슘 이미징 키트Thermo FisherR10145형광 염료
5-카르복시테트라메틸로다민-아지드(Rhod-N3)Sigma Aldrich760757Azide-fluor 545
Confical dishibidi GmbH81158유리 바닥, 35 mm
50ml 원추형 원심분리기 튜브Greiner Bio-One227261폴리프로필렌
15ml 원추형 원심분리기 튜브Greiner Bio-One188271폴리프로필렌
1.5ml 원추형 미세 원심분리기 튜브Greiner Bio-One616201폴리프로필렌
페닐메틸 실리콘 오일Clearco 제품63148-52-7섭씨
유리 온도계GH ZealL0111/10섭씨 -10도에서 360도까지
12웰 플레이트Sigma AldrichZ707775폴리스티렌
.320도 미만

참고문헌

  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. Nat....

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