Een protocol voor de synthese en karakterisering van diffuse beweging van cyclische polymeren op de single molecule-niveau wordt gepresenteerd.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Synthese van cyclische polymeren en karakterisering van hun Diffusive Motion in de Smelt staat bij de Single Molecule niveau
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
We demonstreren een methode voor de synthese van cyclische polymeren en een protocol voor het karakteriseren van hun diffusieve beweging in een smelttoestand op het niveau van een enkele molecuul. Een elektrostatische zelfsamenstelling en covalente fixatie (ESA-CF) proces wordt gebruikt voor de synthese van het cyclische poly(tetrahydrofuraan) (poly(THF)). De diffusieve beweging van individuele cyclische polymeerketens in een smelttoestand wordt gevisualiseerd met behulp van enkelmolecuulfluorescentiebeeldvorming door een fluorofoor-eenheid in de cyclische ketens te incorporeren. De diffusieve beweging van de ketens wordt kwantitatief gekarakteriseerd door middel van een combinatie van gemiddelde vierkante verplaatsing (MSD) analyse en een cumulatieve verdelingsfunctie (CDF) analyse. Het cyclische polymeer vertoont meervoudige diffusiemodi, wat anders is dan zijn lineaire tegenhanger. De resultaten tonen aan dat de diffusieve heterogeniteit van polymeren die vaak verborgen is achter ensemblegemiddelden, kan worden onthuld door de efficiënte synthese van de cyclische polymeren met behulp van het ESA-CF proces en de kwantitatieve analyse van de diffusieve beweging op het niveau van een enkele molecuul met behulp van de MSD- en CDF-analyses.
Inleiding
Cyclische polymeren zijn uniek omdat ze geen kettinguiteinden hebben. Ze vertonen vaak ongebruikelijk gedrag dat verschilt van hun lineaire tegenhanger, waaronder verhoogde thermische stabiliteit van polymeermicellen door een lineaire-tot-cyclische conversie,1,2 en ruimtelijke organisatie van DNA in bacteriële cellen door een lusvorming.3 Men neemt aan dat topologische interacties tussen de cyclische ketens de kritische factor zijn voor dergelijk ongebruikelijk gedrag.4,5 Daarom is het karakteriseren van de beweging en relaxatie van cyclische polymeren onder verstrengelde omstandigheden al decennia lang een belangrijk onderzoeksonderwe....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. Synthese van monofunctionele en bifunctionele poly (THF)
- Monofunctioneel poly (THF)
- Flame droge een 2-hals 100 ml rondbodemkolf. Vacuüm en vul de kolf met stikstof (3 cycli).
- Voeg gedestilleerd tetrahydrofuran (THF) (50 ml) aan de kolf. Plaats de kolf in een waterbad bij 20 ° C en equilibreren van de temperatuur.
- Voeg methyl trifluormethaansulfonaat (0,5 mmol) aan de kolf met een injectiespuit. Roer het mengsel gedurende 5-10 minuten bij 20 ° C.
- Voeg N fenyl pyrrolidine (4-6 equiv.) Aan de kolf met een injectiespuit. Roer het mengsel gedurende 30-60 min.
- Volledig het oplosmiddel ....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
De peryleen diimide-4 opgenomen bewapende ster en 8-vormige dicyclisch poly (THF) s werden gesynthetiseerd met behulp van de elektrostatische zelfassemblage en covalente fixatie (CF-ESA) werkwijze (figuur 1, figuur 2). Time-lapse enkel-molecuul fluorescentie beelden werden gemeten voor de 4-armige (Figuur 3a) en 8-vormige (figuur 3b) polymeren. De time-lapse fluorescentie beelden (figuur 3) tonen ruimtel.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
De 4-armige en 8 gevormde polymeren werden bereid via de ESR-CF protocol (figuur 1), die een kritische stap voor de synthese. 12,24 monofunctionele en bifunctionele lineaire poly (THF) s N -phenylpiperidinium eindgroepen bereid volgens de voorgaande procedure. 11 de ionenwisselende werd uitgevoerd door opnieuw neerslaan van een acetonoplossing van een polymeer precursor met triflaat tegenanionen uitgevoerd in een waterige oplossing die een overmaat carboxylaat.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
Dit werk werd ondersteund door een Grant-in-Aid voor wetenschappelijk onderzoek nr. 22750122 (S.H.), nr. 26288099 (T.Y.) en nr. 23350050 (Y.T.) van de Japan Society for the Promotion of Science. S.H. is dankbaar voor de Kurata Memorial Hitachi Science and Technology Foundation. Het onderzoek dat in deze publicatie wordt gerapporteerd, werd ondersteund door de King Abdullah University of Science and Technology (S.H.).
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Materialen | |||
| THF | Godo | ||
| Wakosil C-300 | Wako Pure Chemical Industries | ||
| Aceton | Godo | ||
| Tolueen | Godo | ||
| n-Hexaan | Godo | ||
| CHCl3 | Kanto Chemical | ||
| Bio-Beads S-X1 | Bio-Rad | ||
| Methyltriflaat | Nacalai Tesque | ||
| Triflic anhydride | Nacalai Tesque | ||
| Kaliumhydroxide | Wako Pure Chemical Industries | ||
| Ethanol | Wako Pure Chemical Industries | ||
| Poly(tetrahydrofuraan) | Aldrich | ||
| Chloroform | Wako Pure Chemical Industries | ||
| Immersieolie | Cargille | Type 37 / Type A | |
| Apparatuur | |||
| 2-Hals 100-ml kolven met ronde bodem | |||
| Kolf | |||
| Beker | |||
| Trechter | |||
| Filterpapier | Whatman | ||
| Reflux-condensor | |||
| Spuit | |||
| Waterbad | |||
| Magneetstomer | |||
| Rotorendapparaat | |||
| Microscoopdekjes (24 x 24 mm, nr. 1) | Matsunami Glass | CO22241 | |
| Kleurvat | AS ONE Corporation | 1-7934-01 | |
| Ultrasoon reinigingsapparaat | VWR International | 142-0047 | |
| Omgekeerd microscoop | Olympus | IX71 | |
| Ar-Kr ionlaser | Coherent | Innova 70C | |
| Berek compensator | Newport | 5540 | |
| Excitatieve filter | Semrock | LL01-488-12.5 | |
| Dichlorische spiegel | Omega optical | 500DRLP | |
| Emissiefilter | Semrock | BLP01-488R-25 | |
| Lens en spiegel | Thorlabs | ||
| EM-CCD camera | Andor Technology | iXon | |
| Objectieflens (100X, N.A. = 1.3) | Olympus | UPLFLN 100XOP | |
| Objectiefverwarmer | Bioptechs | ||
| Preparatieve GPC | Japan Analytical Industry | LC-908 |
Referenties
- Honda, S., Yamamoto, T., Tezuka, Y. Topology-Directed Control on Thermal Stability: Micelles Formed from Linear and Cyclized Amphiphilic Block Copolymers. J. Am. Chem. Soc. 132 (30), 10251-10253 (2010).
- Honda, S., Yamamoto, T., Tezuka, Y.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
