Name: 전기 활성 고분자 나노 입자 출전 광열 등록 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-01-08T14:00:01.000+00:00
Duration: 10 min 16 s
Description: 배우세요 전도성 고분자 나노입자 합성 및 광열 특성 평가 방법을. 이 프로토콜은 암세포 표적 광열 치료를 위한 비침습적 나노입자 제조 기술을 상세히 설명합니다.

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이 작품은, 텍사스 신흥 기술 기금 (TB의 시작), 텍사스 주립 대학 연​​구 증진 프로그램, 텍사스 주립 대학 박사 연구 활동 (TC에), 재료의 연구 및 교육에 대한 NSF 파트너십 (프렘에 의해 부분적으로 투자되었다 DMR-1205670), 건강의 웰치 재단 (AI-0045) 및 국립 연구소 (R01CA032132).

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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 <su...

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.

<table><tbody><tr><td>2mm 직경의 백금 작업 전극</td><td>CH Instruments</td><td>CH102</td>는 <td>매우 미세한 사포를 사용하여 연마되었습니다</td></tr><tr><td>. 3,4-ethylenedioxythiophene</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>483028</td><td>진공 증류로 정제</td></tr><tr><td>3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-Diphenyltetrazolium Bromide (MTT) 98%</td><td>Alfa Aesar</td><td>L11939</td><td></td></tr><tr><td>505 Sonic Dismembrator</td><td>Fisher Scientific&trade; &nbsp;</td><td>FB505110</td><td>1/8" 팁과 500&nbsp; 와트</td></tr><tr><td>808nm 레이저 다이오드</td><td>ThorLabs</td><td>L808P1WJ</td><td>1W</td></tr><tr><td>Acetonitrile 무수 99%</td> <td>Acros</td><td>61022-0010</td><td></td></tr><tr><td>Avanti J-26 XPI</td><td>Beckman Coulter</td><td>393127</td><td></td></tr><tr><td>Bromohexane 98%</td><td>MP Biomedicals</td><td>202323</td><td></td></tr><tr><td>투석(100,000) MWCO</td><td>SpectrumLabs</td><td>G235071</td><td></td></tr><tr><td>Dimethyl sulfoxide 99% (DMSO)</td><td>BDH</td><td>BDH1115</td><td></td></tr><tr><td>디메틸포름아미드 무수 (DMF) 99%</td><td>Acros</td><td>326870010</td><td></td></tr><tr><td>Dodecyl benzenesulfonate (DBSA)&nbsp;</td><td>TCI</td><td>D0989</td><td></td></tr><tr><td>둘베코 s 변형 이글 매체 (DMEM)&nbsp;</td><td>코닝</td><td>10-013 CV</td><td></td></tr><tr><td>EMS 150 TES 스퍼터 코팅기</td><td>전자 현미경 과학</td><td></td><td></td></tr><tr><td>에탄올 (EtOH) 100 %</td> <td>BDH</td><td>BDH1156</td><td></td></tr><tr><td>에틸 4- 브로 모 부티레이트 (98 %)</td> <td>아크로스</td><td>173551000</td><td></td></tr><tr><td>에틸 아세테이트 99 %</td> <td>피셔</td><td>UN1173</td><td></td></tr><tr><td>소 태아 혈청 (FBS)</td> <td>코닝</td><td>35-010-CV</td><td></td></tr><tr><td>Helios NanoLab 400</td><td>FEI</td><td></td><td></td></tr><tr><td>헥산</td><td>피셔</td><td>H306-4</td><td></td></tr><tr><td>염산(HCl)</td><td>Fisher</td><td>A142-212</td><td></td></tr><tr><td>하이드로퀴논 99.5%</td><td>아크로스</td><td>120915000</td><td></td></tr><tr><td>하이드로진 무수 98%</td><td>시그마-알드리치</td><td>215155</td><td></td></tr><tr><td>인듐 주석 산화물(ITO) 코팅 갈스</td><td>Delta Technologies</td><td>CG-41IN-CUV</td><td>4-8 &Omega;/sq</td></tr><tr><td>염화철 97% FeCl3</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>157740</td><td></td></tr><tr><td>황산마그네슘(MgSO4)</td><td>Fisher</td><td>593295</td><td>100 &#176에서 건조; C</td></tr><tr><td>SKOV-3</td><td>ATCC</td><td>HTB-26</td><td></td></tr><tr><td>메탄올</td><td>BDH</td><td>BHD1135</td><td></td></tr><tr><td>n-Butlithium (2.5 M)&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>230707</td><td>Pyrophoric</td></tr><tr><td>Poly(styrenesulfonate-co-malic acid) (PSS-co-MA) 20,000MW</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>434566</td><td></td></tr><tr><td>탄산칼</td>륨 <td>Sigma-Aldrich</td><td>209619</td><td>100 &#176에서 건조; C</td></tr><tr><td>수산화칼륨</td><td>Alfa Aesar</td><td>A18854</td><td></td></tr><tr><td>요오드화칼</td>륨 <td>Fisher</td><td>P410-100</td><td></td></tr><tr><td>RO-5 스터플레이트</td><td>, IKA-Werke</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SC4000 IR 카메라</td>, <td>FLIR</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Synergy H4 하이브리드 리더</td><td>Biotek</td><td></td><td></td></tr><tr><td>테트라부틸암모늄 퍼염소레이트(TBAP) 99%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>3579274</td><td>에틸 아세테이트,</td></tr><tr><td>테트라히드로푸란, 무수(THF), 99%</td><td>, 시그마-알드리치</td><td>, 401757</td><td></td></tr>, <tr><td>테트라키스(트리페닐포스핀), 팔라듐(0),</td> <td>시그마-알드리치</td><td>, 216666</td>, <td>수분 민감형</td></tr><tr><td>써모믹서</td>, <td>Eppendorf</td><td></td><td></td></tr><tr><td>USB, potentiostat/galvanostat</td>, <td>WaveNow</td><td>AFTP1</td><td></td></tr>, <tr><td>Zetasizer, Nano Zs에서 재결정화합니다.</td><td>맬번</td><td></td><td>광학 배열 175&#176;</td></tr><tr><td>염화 아연 (1M) ZnCl 2 </td><td>Acros</td><td>370057000</td><td></td></tr></tbody></table>

전기 활성 고분자 나노 입자 출전 광열 등록

Electroactive Polymer Nanoparticles Exhibiting Photothermal Properties

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.

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...

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

A method for the synthesis of electroactive polymers is demonstrated, starting with the synthesis of extended conjugation monomers using a three-step ...

이 프로토콜의 전반적인 목표는 광열 특성을 나타내는 전도성 고분자 나노 입자를 준비하고 세포 독성을 평가하는 것입니다. 전도성 고분자 나노 입자는 근적외선 범위의 빛을 흡수하고 열로 변환하여 암세포를 죽이기 때문에 광열 치료에 이상적인 약제입니다. 고분자 광선 치료제의 주요 장점은 효과적인 비침습적 국소 암 치료를 가능하게 하는 호환성 및 종양 표적화 능력에 의해 흡수 특성을 조정하도록 조정할 수 있다는 것입니다.우리가 광열 요법에 사용하는 폴리머는 대체 에너지 응용 분야, 센서 및 전기 변색에도 사용할 수 있습니다. 이 방법을 처음 사용하는 개인은 반응이 수분에 민감하기 때문에 어려움을 겪을 수 있습니다. 에어리스 합성 기술에 대한 충분한 이해가 필수적입니다.세포 배양 분석의 시각적 시연은 멸균 기술을 마스터하기 어렵기 때문에 매우 중요합니다. 모든 다중 역할 놀이 분석은 적절한 결과를 얻기 위해 정확성과 일관성이 필요합니다. 3개의 목이 있고 바닥이 둥근 플라스크에는 격막, 흡입구 제어 어댑터가 장착된 응축기 및 가스 배출구 제어 어댑터를 고정합니다.가스 배출구 어댑터를 버블러에 연결합니다. 다음으로, 입구 어댑터를 두꺼운 벽의 PVC 튜브가 있는 아르곤 Shlenk 라인에 연결합니다. 반응 플라스크로 아르곤의 흐름을 시작하고 몇 분 동안 가스가 흐르도록 합니다.진공을 켠 후 분젠 버너를 사용하여 반응을 화염 건조시킨 다음 아르곤으로 장치를 퍼지합니다. 공기가 없는 환경을 얻으려면 이 작업을 두 번 더 반복합니다. 주사기를 사용하여 격막을 통해 장치에 1 포인트 0 7 그램의 EDOT를 추가합니다.플라스크에 테트라하이드로푸란 20ml를 넣고 저어줍니다. 낮은 형태의 듀어 플라스크에 드라이 아이스 아세톤 수조를 준비하고 EDOT 플라스크를 섭씨 영하 78도에서 15분 동안 냉각합니다. 그런 다음 섭씨 영하 78도의 온도를 유지하면서 헥산에 11 밀리몰의 n- 부틸 리튬을 현명하게 떨어 뜨립니다.완전히 첨가한 후 한 시간 더 저어줍니다. 유기 리튬 시약을 취급할 때는 각별한 주의를 기울여야 합니다. 이러한 솔루션은 매우 위험하며 사용에 대해 광범위하게 교육을 받은 사람만 처리해야 합니다.드라이 아이스 아세톤 수조를 제거합니다. 그리고, 즉시 1 몰 염화 아연 용액의 14 포인트 13 밀리리터를 실온에서 1 시간 동안 저어 넣기 시작하십시오. 다음으로, 1 4 Dialkoxy 2 5 Dibromobenzene 4

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Research

연구

JoVE Journal

Engineering

공학

우리는 이와 같은 강력한 광열 치료 에이전트 기능, 구조에 의존 형광 자기 담금질 독특한 광열 속성이 porphysomes라는 새로운 내장 다기능 nanovesicles을 개발. 우리는 고압 압출을 사용하여 porphysomes을 공식화하고 이종 이식 종양 모델에서 자신의 광열 치료 효과를 조사 하였다.

한 분, Porphysomes를 사용하여 하위 한 와트 광열 종양 절제, 내장 다기능 Nanovesicles

이 프로토콜은 금 나노막대의 광학 흡수와 관련된 일시적인 가열을 사용하여 신경 세포의 분화 및 세포 내 칼슘 활성을 자극하는 방법을 설명합니다. 이러한 결과는 잠재적으로 신경 보철물 및 신경 과학의 기초 연구에 대한 새로운 응용 분야를 열 수 있습니다.

골드 신경 세포의 자극을 광학 나노로드가 보조

유기 염료 분자와 올레산으로 코팅된 상향 변환 나노 입자는 수용성이 아닙니다. 이 프로토콜은 유기 염료 분자를 전달하고 입자를 초기 소수성 용매에서 물로 상향 변환할 수 있는 '플러그 앤 플레이' 방법을 설명합니다.

&#39;플러그 앤 플레이&#39;방법은 양친 매성 고분자, 유기 염료 및 업 컨버팅 나노 입자를 포함하는 수분 산성 Nanoassemblies 만들기

이 프로토콜은 풀러렌과 혼합된 전도성 폴리머 나노 입자의 제조 방법을 설명합니다. 이러한 나노 입자는 광역학 요법(PDT)을 위한 차세대 광감작제로 잠재적으로 사용할 수 있도록 조사되었습니다.

혼합 폴리머 / 풀러렌 나노 입자 감광제를 실시와 광 역학 치료

유기 반도체 폴리머의 사용을 기반으로 가시광선으로 체외 세포 배양 전기 활성을 자극하는 방법이 설명됩니다.

공액 고분자에 의해 세포를 전기적 활동을 생활의 광 제어

습식 화학적 접근 방식으로 생성된 다기능 Fe2O3-Au 나노 입자의 합성 및 특성을 설명하고 레이저 조사를 사용하여 광열 특성을 조사합니다. 복합 Fe2O3-Au 나노 입자는 두 재료의 특성을 모두 유지하여 우수한 자기 및 플라즈몬 특성을 가진 다기능 구조를 생성합니다.

다기능 하이브리드 철<sub&gt; 2</sub&gt; O<sub&gt; 3</sub&gt; 효율적인 플라즈몬 난방을위한 -Au 나노 입자

이 원고는 화학 반응이없는 온도 유도 유제를 통한 자성 및 열에 민감한 마이크로 젤의 제조를 설명합니다. 이 민감한 마이크로 젤은 자기 적 및 열적으로 유발 된 약물 방출에 잠재적 인 용도로 폴리 ( N- 이소 프로필 아크릴 아미드 ) (PNIPAAm), 폴리에틸렌 이민 (PEI) 및 Fe 3 O 4 -NH 2 나노 입자를 혼합하여 합성되었습니다.

자기 및 열에 민감한 폴리 (<em&gt; N</em&gt; - 이소 프로필 아크릴 아미드) 기반의 마그네틱 트리거 리간드 용 젤

여기에 제시된 자기 조립을 통한 산화철 나노입자 껍질 마이크로버블(NSM)의 제조를 위한 프로토콜이 제시되어, 자기 고열증 및 광열 병용 암 치료를 위한 하나의 나노치료 플랫폼에서 자기 조립, 자기, 음향 및 광학 반응성을 시너지 효과를 낼 수 있다.

자기 고열증 및 포토열 조합 암 치료를 위한 자기, 음향 및 광학 삼중 반응 마이크로 버블

잔류 발광 나노물질(PLNPs)의 합성을 위한 프로토콜과 자외선(365nm) 조사 하에서 잔광 효과를 활용하는 재기록 가능한 디스플레이 및 예술적 처리에서의 잠재적 응용 분야를 제시합니다.

Synthesis of persistent luminescent nanoparticles for rewritable display and illumination applications(재기록 가능한 디스플레이 및 조명 응용을 위한 영구 발광 나노입자의 합성)

이 논문은 기상 증착을 사용하여 전기 방사 PAN 나노 섬유를 전기 활성 폴리머로 코팅하는 간단한 기술에 대해 설명합니다. 나노섬유 매트의 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 코팅 증착에 대한 산화제 FeCl₃의 효과를 조사하여 폴리머 성장, 섬유 직경 및 전반적인 기계적 강도를 이해하고 최적화했습니다.

전기 방사 상품 고분자 나노 섬유에 전기 활성 폴리 (3,4- 에틸렌 디옥시 티오펜)의 기상 증착

이 논문은 플라즈몬 광열 요법을 위해 광학적 특성을 복제하는 종양 조직 팬텀을 준비하기 위한 프로토콜을 제시합니다. 이 백서는 팬텀 준비, 광열 평가 및 치료 매개변수를 평가하기 위한 광열 온도 측정을 기반으로 개발된 수치 모델의 검증에 대해 자세히 설명하며, 예비 테스트를 위한 생체 내 연구에 대한 윤리적이고 비용 효율적인 대안을 제공합니다.

플라즈모닉 광열 암 치료: 광열 온도 분포 시각화를 위한 나노 입자 내장 종양 조직 모방 팬텀

배우세요 전도성 고분자 나노입자 합성 및 광열 특성 평가 방법을. 이 프로토콜은 암세포 표적 광열 치료를 위한 비침습적 나노입자 제조 기술을 상세히 설명합니다.

전기 활성 고분자 나노 입자 출전 광열 등록

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