Name: Synthese van poly ( N -isopropylacrylamide) Janus Microhydrogels voor Anisotropisch Thermo-responsiviteit en Organofiele / Hydrofiel Loading Capability (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-02-27T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 9 s
Description: Leer de synthese van Janus-microhydrogels met poly(N-isopropylacrylamide) voor anisotrope thermoresponsiviteit en gelijktijdige hydrofiele/organofiele laadcapaciteit in materiaalwetenschap.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dit werk werd ondersteund door de National Research Foundation of Korea (NRF) subsidie gefinancierd door de Koreaanse regering (MSIP (Nos. 2014R1A2A1A01006527 en 2011-0030075).

1. Fabricage van een Master Mold voor de hydrodynamische focusing microfluïdische apparaat (HFMD) door middel van fotolithografie <ol><li> Ontwerp een fotomasker voor HFMD (figuur 1a) middels computerondersteund ontwerpen (CAD) volgens het protocol van de fabrikant. </li><li> Gespoeld 4 &#39;siliciumwafel met aceton, isopropylalcohol (IPA), en gedeïoniseerd (DI) water om organische en anorganische stof van de wafel te verwijderen. </li><li> Reinig de silicium wafer met O2 plasma met 100 W vermogen gedurende 5 minuten om de bindingssterkte tussen de wafer en SU-8 te verhogen. </li><li> Spin-coat 4 ml van de negatieve fotolak SU-8 2150, op de wafer bij 3000 tpm gedurende 30 sec tot een dikte van 150 urn (b1 figuur 1b) te bereiken. </li><li> Plaats de SU-8 beklede wafer op een kookplaat gedurende 5 minuten bij 65 ° C, de temperatuur op 95 ° C, en laat de wafel op een verwarmingsplaat gedurende 30 minuten zacht bakken. </li><li> Plaats deontworpen fotomasker over de wafer en blootstellen aan UV-licht (260 mJ cm -2, 26 seconden voor een 10 mW cm -2) in een masker aligner (b2 in figuur 1b). </li><li> Voer na blootstelling bakken op een verwarmingsplaat (65 ° C gedurende 5 minuten en vervolgens 95 ° C gedurende 12 min). </li><li> Ontwikkelen van de wafer door onderdompeling in een SU-8 developer bad voor 10 minuten, en vervolgens overbrengen in de frisse ontwikkelaar gedurende 5 sec om een ​​schoon oppervlak te verkrijgen. </li><li> Spoel de wafer gedurende 20 seconden met DI-water en droog het voor 10 sec met N 2 gas (b3 in figuur 1b). Gebruik de gefabriceerde wafer als meester mal voor polydimethylsiloxaan (PDMS) casting in afdeling 2. </li></ol> 2. Fabricage van de HFMD door middel van PDMS Casting <ol><li> Gebruik de patroon wafer verkregen in deel 1 als de meester mal voor PDMS casting. </li><li> Meng de PDMS prepolymeer en hardingsmiddel homogeen in een gewichtsverhouding van 10: 1; bijvoorbeeld, gebruik 1 g verharder 10 g PDMS pre-PolymER. </li><li> Giet het PDMS prepolymeer in de master mal en ontgas het voor 1 uur in een vacuümkamer (b4 in figuur 1b). </li><li> Plaats de meester mal met de PDMS prepolymeer in een oven bij 65 ° C gedurende 3 uur. </li><li> Snijd de uitgeharde PDMS in de grootte van een enkele chip met een scherp scalpel. Trek voorzichtig de uitgeharde PDMS replica van de master mal met de hand. </li><li> Herhaal stap 2,2-2,5 een identieke PDMS replica te verkrijgen. </li><li> Punch en uitlaat gaten in een van de replica&#39;s met een gat-perforator met een iets kleinere diameter dan de buitendiameter van de verbindingsslangen. </li><li> Toepassen lucht plasmabehandeling het bindingsgebied van elk replica met een corona behandelingsinrichting. 34 Let op: Gebruik de corona treater in een gebied met een goede ventilatie om ozon afzettingen te voorkomen. </li><li> Drop 5 ul van methanol op de air-plasma behandelde gebieden. Fijn uitlijnen twee identieke PDMS replica&#39;s aan de HFMD fabriceren met de hand manipu<html> ning en controleer de uitlijning via een microscoop (b5 in figuur 1b). Opmerking: De lucht-plasma behandeld PDMS replica&#39;s zijn vrij plakkerig en moeilijk te manipuleren. Aldus 5 pl methanol wordt toegevoegd aan de lucht plasma behandelde oppervlak om als een smeermiddel. </li><li> Plaats de HFMD in een oven ingesteld op 65 ° C geïncubeerd om de binding tussen twee PDMS replica (b6 in figuur 1b) versterken. Binding twee identieke replica PDMS aan de hoogte van het microkanaal van de HFMD verhogen en verstopping van microdruppels in de microfluïdische kanalen te vermijden tijdens bedrijf. </li></ol><img alt="Figuur 1" src="/files/ftp_upload/52813/52813fig1.jpg" /> Figuur 1: Overzicht van de HFMD Fabrication Procedure (a) Ontwerpparameters van de fotomasker voor HFMD.. (B) Illustratie van de fabricage procedure voor de HFMD.ftp_upload / 52813 / 52813fig1large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Klik hier om een ​​grotere versie van deze figuur te bekijken. 3. Voorbereiding van NIPAAm-rijke (N-rijk) en NIPAAm-arme (N-slecht) Phases door Phase Scheiding van Oververzadigde NIPAAm <ol><li> Ontbinden NIPAAm monomeer in DI water bij een w / w-verhouding van 1: 1 met behulp van een vortex mixer; bijvoorbeeld, los 10 g NIPAAm in 10 ml DI water (eerste beeld van Figuur 2a). Let op: Zodra de NIPAAm monomeer volledig bij kamertemperatuur wordt opgelost, troebel (tweede beeld van figuur 2a) lijkt de oplossing. Dit fenomeen is het eerste signaal dat oplosbaarheid geïnduceerde fasescheiding van de oververzadigde NIPAAm monomeer succes plaatsgevonden. </li><li> Laat de monomeeroplossing te rusten in een verticale positie bij kamertemperatuur gedurende ten minste 15 min. De bovenste fase is de N-rijke fase en de onderste dichtere fase de N-arme fase (derde beeld van Figuur 2a). De dichtheden van the N-rijk en N-arme fasen zijn 0,93 ± 0,01 en 0,99 ± 0,01 g cm -3, resp. 15 </li><li> Wanneer het grensvlak tussen de twee fasen duidelijk wordt zorgvuldig uit 2 ml monomeeroplossing van het N-rijke en N-arme fase zonder deze interface verstoren door een pipet. </li><li> Voeg 4 mg N, N&#39;-methylenebisacrylamide (MBAAm) als crosslinker en 4 mg 4- (2-hydroxyethoxy) fenyl- (2-hydroxy-2-propyl) keton als fotoinitiator de uitgepakte N-rijk en N -Slechte monomeeroplossingen core fluïda 1 en 2 voor de lage concentratie verknopingsmiddel (2 mg ml-1) monster (b1 en b2 in figuur 2b) te bereiden. </li><li> Herhaal vorige stap 3,3 en voeg 80 mg MBAAm en 4 mg 4- (2-hydroxyethoxy) fenyl- (2-hydroxy-2-propyl) keton in elk van geëxtraheerde N-rijke en arme N-monomeeroplossing core vloeistoffen bereiden 1 en 2 voor de hoge crosslinker concentratie (40 mg ml-1) monster (b3 en b4 in Figure 2b). </li><li> Los 10 gew% olie surfactant in minerale olie aan de omhulselvloeistof (b5 figuur 2b) te bereiden. </li></ol><img alt="figuur 2" src="/files/ftp_upload/52813/52813fig2.jpg" /> Figuur 2:. Materiaal Voorbereiding voor Janus Microhydrogel Synthesis (a) Bereiding van N-rijke en N-arme monomeer oplossingen door middel van fasescheiding van oververzadigd NIPAAm. (B) Details van de materialen en experimentele opstelling gebruikt in het protocol. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52813/52813fig2large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a> 4. Synthese van Janus Microhydrogels Met behulp van de HFMD <ol><li> Load 2 ml kern fluïda 1 en 2 (b1, b2 en b3, b4 in Fi guur 2b) en de omhulselvloeistof (b5 figuur 2b) in drie afzonderlijke 3 ml spuiten. </li&gt; <li> Monteer het spuiten in de spuitpompen en sluit elke spuit met de geschikte vloeistof inlaat van de HFMD behulp buis (figuur (b). Gebruik slang aan de fluïdumuitlaat van de HFMD sluiten op een verzamelreservoir. </li><li> Stel de spuitpompen en trekken vocht kern 1 en 2 en omhullingfluïdum met stroomsnelheden van 2, 2, en 10 pl min -1, respectievelijk. </li><li> (Optioneel) Stel de stroomsnelheid van vloeistoffen kern 1 en 2 de relatieve volumeverhoudingen van elke zijde van de Janus microdruppels passen. </li><li> Plaats de UV-lichtbron loodrecht ongeveer 1 cm afstand van het verzamelreservoir. Schakel de UV-lichtbron en visueel volgen de continue productie van Janus microhydrogels. Let op: Gebruik UV-beschermende-bril bij het ​​monitoren van microhydrogel productie. </li><li> Verzamel de gefabriceerde Janus microhydrogels in een conische buis en was ze met behulp van IPA. Dan, centrifuge de conische buis (780 g gedurende 5 min) naar de af te wikkelenmicrohydrogels. </li><li> Herhaal stap 4.6 een paar keer om de minerale olie volledig rond de Janus microhydrogels verwijderen. </li><li> Herhaal stap 4.6 maar gebruik DI-water met een water oppervlakte-actieve stof van 0,005% (v / v) in plaats van IPA aan de overgebleven IPA te verwijderen rond de Janus microhydrogels. </li><li> Bewaar volledig gewassen Janus microhydrogels in een 10 ml flacon met DI-water. </li></ol> 5. Analyse van de Anisotropisch Thermo-responsiviteit van Janus Microhydrogels <ol><li> Gebruik een pipet om Janus microhydrogels gesynthetiseerd uit hoofdstuk 4 te plaatsen in een 24-wells plaat. Laat de microhydrogels bezinken gedurende 15 seconden totdat een monolaag wordt gevormd op het bodemoppervlak van de put. </li><li> Verkrijg een beeld van de Janus microhydrogel bij 24 ° C met een rechte optische microscoop met een 5X objectieflens. </li><li> Stel een thermo-elektrische module onder de controle wells plaat en de spanning van de module om de temperatuur van de oplossing die Janus micro vergrotenhydrogelen tot 32 ° C. </li><li> Verkrijg een beeld van de Janus microhydrogel bij 32 ° C opnieuw met een rechte optische microscoop met een 5X objectieflens. </li><li> Herhaal stap 5,2-5,4 24 keer, en zorg ervoor dat een andere Janus microhydrogel voor statistische analyse te kiezen. </li><li> Van de 25 beelden van verschillende Janus microhydrogels bij 24 en 32 ° C, meten van de straal van de PN-rijke en PN-arme delen van de Janus microhydrogels behulp van beeldanalyse software volgens de instructies van de fabrikant. </li></ol>

<ol><li>Hoffman, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrogels+for+biomedical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Drug+Delivery+Rev%22%5BJournal%5D)">Hydrogels for biomedical applications.</a> Adv. Drug Delivery Rev. 54 (1), 3-12 (2002).</li>
<li>Qiu, Y., Park, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Environment-sensitive+hydrogels+for+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Drug+Delivery+Rev%22%5BJournal%5D)">Environment-sensitive hydrogels for drug delivery.</a> Adv. Drug Delivery Rev. 53 (3), 321-339 (2001).</li>
<li>Hirokawa, Y., Tanaka, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Volume+phase+transition+in+a+nonionic+gel%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Volume phase transition in a nonionic gel.</a> J. Chem. Phys. 81 (12), 6379-6380 (1984).</li>
<li>Bae, Y. H., Okano, T., Hsu, R., Kim, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermo-sensitive+polymers+as+on-off+switches+for+drug+release%5BTitle%5D)+AND+%22Macromol.+Rapid+Commun%22%5BJournal%5D)">Thermo-sensitive polymers as on-off switches for drug release.</a> Macromol. Rapid Commun. 8 (10), 481-485 (1987).</li>
<li>Yoshida, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comb-type+grafted+hydrogels+with+rapid+deswelling+response+to+temperature+changes%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Comb-type grafted hydrogels with rapid deswelling response to temperature changes.</a> Nature. 374 (6519), 240-242 (1995).</li>
<li>Tanaka, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Collapse+of+gels+and+the+critical+endpoint%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Collapse of gels and the critical endpoint.</a> Phys. Rev. Lett. 40 (12), 820-823 (1978).</li>
<li>Tanaka, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phase+transitions+in+ionic+gels%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Phase transitions in ionic gels.</a> Phys. Rev. Lett. 45 (20), 1636-1639 (1980).</li>
<li>Zhao, Y. L., Stoddart, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Azobenzene-based+light-responsive+hydrogel+system%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Azobenzene-based light-responsive hydrogel system.</a> Langmuir. 25 (15), 8442-8446 (2009).</li>
<li>Alvarez-Lorenzo, C., Bromberg, L., Concheiro, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Light-sensitive+intelligent+drug+delivery+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Photochem.+Photobiol%22%5BJournal%5D)">Light-sensitive intelligent drug delivery systems.</a> Photochem. Photobiol. 85 (4), 848-860 (2009).</li>
<li>Tanaka, T., Nishio, I., Sun, S. T., Ueno-Nishio, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Collapse+of+gels+in+an+electric+field%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Collapse of gels in an electric field.</a> Science. 218 (4571), 467-469 (1982).</li>
<li>Kwon, I. C., Bae, Y. H., Kim, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrically+credible+polymer+gel+for+controlled+release+of+drugs%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Electrically credible polymer gel for controlled release of drugs.</a> Nature. 354 (6351), 291-293 (1991).</li>
<li>Obaidat, A. A., Park, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+protein+release+through+glucose-sensitive+hydrogel+membranes%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Characterization of protein release through glucose-sensitive hydrogel membranes.</a> Biomaterials. 18 (11), 801-806 (1997).</li>
<li>Kataoka, K., Miyazaki, H., Bunya, M., Okano, T., Sakurai, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Totally+synthetic+polymer+gels+responding+to+external+glucose+concentration%3A+their+preparation+and+application+to+on-off+regulation+of+insulin+release%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Totally synthetic polymer gels responding to external glucose concentration: their preparation and application to on-off regulation of insulin release.</a> J. Am. Chem. Soc. 120 (48), 12694-12695 (1998).</li>
<li>Heskins, M., Guillet, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solution+properties+of+poly%28N-isopropylacrylamide%29%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Macromol.+Sci.+Part+A+Pure+Appl.+Chem%22%5BJournal%5D)">Solution properties of poly(N-isopropylacrylamide).</a> J. Macromol. Sci. Part A Pure Appl. Chem. 2 (8), 1441-1455 (1968).</li>
<li>Sasaki, S., Okabe, S., Miyahara, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermodynamic+properties+of+N-isopropylacrylamide+in+water%3A+solubility+transition%2C+phase+separation+of+supersaturated+solution%2C+and+glass+formation%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+B%22%5BJournal%5D)">Thermodynamic properties of N-isopropylacrylamide in water: solubility transition, phase separation of supersaturated solution, and glass formation.</a> J. Phys. Chem. B. 114 (46), 14995-15002 (2010).</li>
<li>Bromberg, L., Alakhov, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+polyether-modified+poly%28acrylic+acid%29+microgels+on+doxorubicin+transport+in+human+intestinal+epithelial+Caco-2+cell+layers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Controlled+Release%22%5BJournal%5D)">Effects of polyether-modified poly(acrylic acid) microgels on doxorubicin transport in human intestinal epithelial Caco-2 cell layers.</a> J. Controlled Release. 88 (1), 11-22 (2003).</li>
<li>Coughlan, D. C., Quilty, F. P., Corrigan, O. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+drug+physicochemical+properties+on+swelling%2Fdeswelling+kinetics+and+pulsatile+drug+release+from+thermoresponsive+poly%28N-isopropylacrylamide%29+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Controll.+Release%22%5BJournal%5D)">Effect of drug physicochemical properties on swelling/deswelling kinetics and pulsatile drug release from thermoresponsive poly(N-isopropylacrylamide) hydrogels.</a> J. Controll. Release. 98 (1), 97-114 (2004).</li>
<li>Bergbreiter, D. E., Case, B. L., Liu, Y. S., Caraway, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Poly%28N-isopropylacrylamide%29+soluble+polymer+supports+in+catalysis+and+synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Poly(N-isopropylacrylamide) soluble polymer supports in catalysis and synthesis.</a> Macromolecules. 31 (18), 6053-6062 (1998).</li>
<li>Lapeyre, V., Gosse, I., Chevreux, S., Ravaine, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monodispersed+glucose-responsive+microgels+operating+at+physiological+salinity%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Monodispersed glucose-responsive microgels operating at physiological salinity.</a> Biomacromolecules. 7 (12), 3356-3363 (2006).</li>
<li>Hoare, T., Pelton, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineering+glucose+swelling+responses+in+poly%28N-isopropylacrylamide%29-based+microgels%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Engineering glucose swelling responses in poly(N-isopropylacrylamide)-based microgels.</a> Macromolecules. 40 (3), 670-678 (2007).</li>
<li>Xu, S., Zhang, J., Paquet, C., Lin, Y., Kumacheva, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((From+hybrid+microgels+to+photonic+crystals%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Funct.+Mater%22%5BJournal%5D)">From hybrid microgels to photonic crystals.</a> Adv. Funct. Mater. 13 (6), 468-472 (2003).</li>
<li>Clarke, J., Vincent, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stability+of+non-aqueous+microgel+dispersions+in+the+presence+of+free+polymer%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Soc.%2C+Faraday+Trans.+1%22%5BJournal%5D)">Stability of non-aqueous microgel dispersions in the presence of free polymer.</a> J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1. 77 (8), 1831-1843 (1981).</li>
<li>Mears, S. J., Deng, Y., Cosgrove, T., Pelton, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structure+of+sodium+dodecyl+sulfate+bound+to+a+poly+%28NIPAM%29+microgel+particle%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Structure of sodium dodecyl sulfate bound to a poly (NIPAM) microgel particle.</a> Langmuir. 13 (7), 1901-1906 (1997).</li>
<li>Shah, R. K., Kim, J. W., Agresti, J. J., Weitz, D. A., Chu, L. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+monodisperse+thermosensitive+microgels+and+gel+capsules+in+microfluidic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Fabrication of monodisperse thermosensitive microgels and gel capsules in microfluidic devices.</a> Soft Matter. 4 (12), 2303-2309 (2008).</li>
<li>Jack, C. R., Forbes, G., Dewanjee, M. K., Brown, M. L., Earnest, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polyvinyl+alcohol+sponge+for+embolotherapy%3A+particle+size+and+morphology%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Neuroradiol%22%5BJournal%5D)">Polyvinyl alcohol sponge for embolotherapy: particle size and morphology.</a> Am. J. Neuroradiol. 6 (4), 595-597 (1985).</li>
<li>Derdeyn, C. P., Moran, C. J., Cross, D. T., Dietrich, H. H., Dacey, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polyvinyl+alcohol+particle+size+and+suspension+characteristics%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Neuroradiol%22%5BJournal%5D)">Polyvinyl alcohol particle size and suspension characteristics.</a> Am. J. Neuroradiol. 16 (6), 1335-1343 (1995).</li>
<li>Han, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+flow+rates+on+generation+of+monodisperse+clay-poly%28N-isopropylacrylamide%29+embolic+microspheres+using+hydrodynamic+focusing+microfluidic+device%5BTitle%5D)+AND+%22Jpn.+J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Effect of flow rates on generation of monodisperse clay-poly(N-isopropylacrylamide) embolic microspheres using hydrodynamic focusing microfluidic device.</a> Jpn. J. Appl. Phys. 50 (6), 06-12 (2011).</li>
<li>Seo, K. D., Doh, J., Kim, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((One-step+microfluidic+synthesis+of+Janus+microhydrogels+with+anisotropic+thermo-responsive+behavior+and+organophilic%2Fhydrophilic+loading+capability%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">One-step microfluidic synthesis of Janus microhydrogels with anisotropic thermo-responsive behavior and organophilic/hydrophilic loading capability.</a> Langmuir. 29 (49), 15137-15141 (2013).</li>
<li>Seo, K. D., Kim, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+synthesis+of+thermo-responsive+poly%28N-isopropylacrylamide%29-poly%28ethylene+glycol%29+diacrylate+microhydrogels+as+chemo-embolic+microspheres%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Micromech.+Microeng%22%5BJournal%5D)">Microfluidic synthesis of thermo-responsive poly(N-isopropylacrylamide)-poly(ethylene glycol) diacrylate microhydrogels as chemo-embolic microspheres.</a> J. Micromech. Microeng. 24 (8), 085001(2014).</li>
<li>Seo, K. D., Kwak, B. K., Kim, D. S., Sánchez, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic-assisted+fabrication+of+flexible+and+location+traceable+organo-motor%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Nanobiosci%22%5BJournal%5D)">Microfluidic-assisted fabrication of flexible and location traceable organo-motor.</a> IEEE Trans. Nanobiosci. 14 (3), 298-304 (2015).</li>
<li>Seo, K. D., Kim, D. S., Sánchez, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+and+application+of+complex-shaped+microparticles+via+microfluidics%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Fabrication and application of complex-shaped microparticles via microfluidics.</a> Lab Chip. , (2015).</li>
<li>Shah, R. K., Kim, J. W., Weitz, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Janus+supraparticles+by+induced+phase+separation+of+nanoparticles+in+droplets%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Janus supraparticles by induced phase separation of nanoparticles in droplets.</a> Adv. Mater. 21 (19), 1949-1953 (2009).</li>
<li>Lone, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+synthesis+of+Janus+particles+by+UV-directed+phase+separation%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Commun%22%5BJournal%5D)">Microfluidic synthesis of Janus particles by UV-directed phase separation.</a> Chem. Commun. 47 (9), 2634-2636 (2011).</li>
<li>Hauber, K., Drier, T., Beebe, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PDMS+bonding+by+means+of+a+portable%2C+low-cost+corona+system%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+chip%22%5BJournal%5D)">PDMS bonding by means of a portable, low-cost corona system.</a> Lab chip. 6 (12), 1548-1549 (2006).</li>
<li>Nisisako, T., Torii, T., Takahashi, T., Takizawa, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+of+monodisperse+bicolored+Janus+particles+with+electrical+anisotropy+using+a+microfluidic+co-flow+system%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Synthesis of monodisperse bicolored Janus particles with electrical anisotropy using a microfluidic co-flow system.</a> Adv. Mater. 18 (9), 1152-1156 (2006).</li>
<li>Seiffert, S., Romanowsky, M. B., Weitz, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Janus+microgels+produced+from+functional+precursor+polymers%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Janus microgels produced from functional precursor polymers.</a> Langmuir. 26 (18), 14842-14847 (2010).</li>
<li>Peppas, N. A., Hilt, J. Z., Khademhosseini, A., Langer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrogels+in+biology+and+medicine%3A+from+molecular+principles+to+bionanotechnology%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Hydrogels in biology and medicine: from molecular principles to bionanotechnology.</a> Adv. Mater. 18 (11), 1345-1360 (2006).</li>
</ol>

De auteurs verklaren dat ze geen concurrerende financiële belangen hebben.

Twee niet-mengbare basismaterialen dienen veelal de Janus microhydrogels synthetiseren. Tot voor kort werden Janus microhydrogels bestaande uit hetzelfde basismateriaal zelden waargenomen en gerapporteerd Janus microhydrogels had geen duidelijke interne morfologie als gevolg van de verstoring van de mengbaarheid van de samenstellende materialen. 35, 36 In dit protocol tonen we een werkwijze Janus microhydrogels volledig samengesteld van de interne basismateriaal, PNIPAAm, met een duidelijk verzuilde structuur...

Hydrogels zijn een netwerk van hydrofiele polymeerketens.1 Een toenemende hoeveelheid onderzoek op het gebied van hydrogels heeft aanzienlijke vooruitgang bevorderd en hun gelijkenis met biologische weefsels onthuld; de eigenschappen van hydrogels maken het mogelijk om grote hoeveelheden water op te nemen terwijl ze hun structuur behouden. Milieubewuste hydrogels zijn ook uitgebreid bestudeerd vanwege hun vermogen om omkeerbaar op te zwellen of te krimpen als reactie op externe stimuli.2 Er zijn verschillende triggers voorgesteld, waaronder temperatuur,3-5 pH,6,7 licht,8,9 elektrische velden,10,11 en specifieke moleculen, zoals glucose,12,13 om de geometrische vorm van hydrogels te controleren. Onder de vele milieubewuste hydrogels die momenteel beschikbaar zijn, vertoont poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm), een bekende thermo-responsief hydrogel, volumekrimp boven een lage kritische oplostemperatuur (LCST) van 32 °C.14 Een recent onderzoek door Sasaki et al.15 meldde de intrigerende vloeistof-vloeistof fasescheiding van oververzadigd NIPAAm, dat de monomeer van PNIPAAm is. Volgens dit rapport werd oververzadigd NIPAAm opgelost met een 10-voudig molair overschot van H2O, en kort daarna scheidde de oplossing zich in twee vloeibare fasen toen het boven een temperatuur van 25 °C werd gelaten; in tegenstelling daarmee, werd verdund NIPAAm homogeen opgelost onder dezelfde omstandigheden.
Microdeeltjes gemaakt van milieubewuste hydrogels zijn fascinerende kandidaten voor toepassing in geneesmiddelafgifte,16,17 katalyse,18 sensoren,19,20 en fotonica.21 Traditionele synthetische methoden, inclusief emulsiepolymerisatie, worden gebruikt om hydrogel microdeeltjes met polydispersiteit te produceren.22,23 Bepaalde toepassingen vereisen echter microdeeltjes met een smalle grootteverdeling, bijvoorbeeld om de farmacokinetiek van geneesmiddelafgifte te stabiliseren.24 Onregelmatig gevormde of polydisperse embolisatie microdeeltjes accumuleren proximaal in clusters, wat leidt tot chronische inflammatoire reacties bij embolisatie deeltjes voor kankertherapeutische behandeling.25,26
De microfluïdische aanpak staat aan de voorhoede van onderzoek als een middel om micro-grootte deeltjes met smalle grootteverdelingen en complexe vormen te fabriceren.27-31 De voordelen van het fabriceren van microdeeltjes in het microfluïdische apparaat zijn gebaseerd op de kleine karakteristieke lengte van het microfluïdische apparaat, wat resulteert in een lage Reynolds getal. In tegenstelling tot traditionele bulk emulgering waar druppels parallel worden gevormd, worden microdruppels geproduceerd in microfluïdische apparaten in serie gegenereerd en vervolgens gepolymeriseerd tot microdeeltjes bij blootstelling aan UV-bestraling. Het fundamentele principe van druppelvorming met behulp van een microfluïdisch apparaat is balans tussen de grensvlakspanning en de schuifkracht van de mantelvloeistof die op de kernvloeistof werkt.
Ondanks de duidelijke voordelen van microfluïdische fabricage van druppels/deeltjes, worden Janus druppels/deeltjes bestaande uit hetzelfde basismateriaal zelden gerapporteerd omdat de interne morfologie van deze druppels/deeltjes over het algemeen wordt verstoord door de diffusie en verstoring van de kernvloeistoffen. Om deze intrinsieke beperking te omzeilen, hebben twee groepen onlangs de bereiding van de Janus microdeeltjes gerapporteerd door warmte-geïnduceerde fasescheiding van colloïdale nanodeeltjes en UV-gestuurde fasescheiding te gebruiken.32,33
Met dit doel rapporteren we een microfluïdische aanpak om Janus microhydrogels volledig samengesteld uit een enkel basismateriaal te synthetiseren en een product te verkrijgen met duidelijk gecompartimenteerde morfologie. Onze aanpak is gebaseerd op het primaire concept van vloeistof-vloeistof fasescheiding van oververzadigd NIPAAm monomeer. De resulterende Janus microhydrogels bleken unieke eigenschappen te bezitten, inclusief anisotropische thermoresponsiteit en organofiel/hydrofiele laadcapaciteit.

<table><tbody><tr><td>Silicon wafer</td><td>LG Siltron</td><td>4", Test grade</td><td>Wafer voor master mold fabricage</td></tr><tr><td>Acetone</td><td>Samchun Pure Chemical</td><td>A0097</td><td>Reiniging silicium wafer</td></tr><tr><td>Isopropyl alcohol (IPA)</td><td>Daejung Chemicals &amp; Metals</td><td>5035-4404</td><td>Reiniging silicium wafer</td></tr><tr><td>Water purification system</td><td>Merck Millipore</td><td>EMD Millipore RIOs Essential 5</td><td>Voorbereiden&nbsp; gedeïoniseerd water</td></tr><tr><td>O2 plasma machine</td><td>Femto Science</td><td>VITA-A</td><td>Reiniging silicium wafer</td></tr><tr><td>SU-8 2150 negatieve fotoresist</td><td>MicroChem</td><td>Y111077 0500L1GL</td><td>Fotoresist voor master mold fabricage</td></tr><tr><td>Hot plate</td><td>Misung Scientific</td><td>HP330D, HP150D</td><td>SU-8 bakken</td></tr><tr><td>SU-8 developer</td><td>Microchem</td><td>Y020100 4000L1PE</td><td>SU-8 ontwikkelen</td></tr><tr><td>Mask aligner systeem voor fotolithographie</td><td>Shinu Mst Co.</td><td>CA-6M</td><td>Fotolithographie</td></tr><tr><td>Sylgard 184 siliconen elastomeer kit</td><td>Dow Corning</td><td>1064891</td><td>PDMS gietvorm</td></tr><tr><td>Laboratory Corona Treater</td><td>Electro-technic Products Inc.</td><td>Model BD-20AC</td><td>PDMS luchtplasma behandeling&nbsp;</td></tr><tr><td>N-isopropylacrylamide (NIPAAm)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>415324-50G</td><td>Monomeer</td></tr><tr><td>N,N'-methyleenbisacrylamide (MBAAm)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>146072-100G</td><td>Crosslinker van NIPAAm</td></tr><tr><td>4-(2-hydroxyethoxy)fenyl-(2-hydroxy-2-propyl)keton, Irgacure 2959</td><td>BASF</td><td>55047962</td><td>Foto-initiator van NIPAAm</td></tr><tr><td>ABIL EM 90</td><td>Evonik Industries</td><td>201109</td><td>Tensioactieve stof voor olie</td></tr><tr><td>Vortex mixer</td><td>Scientific Industries Inc.</td><td>Vortex-Genie 2</td><td>Mixen</td></tr><tr><td>Tygon slang</td><td>Saint-Gobain</td><td>I.D. 1/32", O.D. 3/32", Wand 1/32"</td><td>Verbindende slang tussen spuiten en HFMD</td></tr><tr><td>UV lichtbron</td><td>Hamamatsu</td><td>Spot lichtbron LC8</td><td>Polymerisatie van NIPAAm naar PNIPAAm</td></tr><tr><td>Spuiten, NORM-JECT (3 ml)</td><td>Henke-Sass Wolf GmbH</td><td>22767</td><td>Laden van materialen</td></tr><tr><td>Spuitenpomp</td><td>KD Scientific</td><td>KDS model 200</td><td>Perfusie van materialen</td></tr><tr><td>Tegitol Type NP-10</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>NP10-500ML</td><td>Tensioactieve stof voor water</td></tr><tr><td>Oil red O</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>O0625-25G</td><td>Kleurstof voor N-rijke fase</td></tr><tr><td>Oil Blue N</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>391557-5G</td><td>Kleurstof voor N-rijke fase</td></tr><tr><td>Gele voedselkleurstof</td><td>Edentown F&amp;B</td><td>NA</td><td>Kleurstof voor N-arme fase</td></tr><tr><td>Groene voedselkleurstof</td><td>Edentown F&amp;B</td><td>NA</td><td>Kleurstof voor N-arme fase</td></tr><tr><td>Voeding</td><td>Agilent</td><td>E3649A</td><td>Voeding voor thermo-elektrisch module</td></tr><tr><td>Thermo-elektrisch module</td><td>Peltier</td><td>FALC1-12710T125</td><td>Temperatuur controle</td></tr><tr><td>Centrifuge machine</td><td>Labogene</td><td>1248R</td><td>Sedimentatie van microhydrogels</td></tr><tr><td>24-well plaat</td><td>SPL Life Sciences</td><td>32024</td><td>Reservoir voor observatie</td></tr><tr><td>Optische microscoop</td><td>Nikon</td><td>ECLIPSE 80i</td><td>Optische observatie</td></tr><tr><td>Beeldanalyse software</td><td>IMT i-Solution Inc.</td><td>iSolutions DT</td><td>Meting van straal</td></tr></tbody></table>

synthese van poly (<em&gt; n</em&gt; -isopropylacrylamide) janus microhydrogels voor anisotropisch thermo-responsiviteit en organofiele / hydrofiel loading capability

Synthesis of Poly(N-isopropylacrylamide) Janus Microhydrogels for Anisotropic Thermo-responsiveness and Organophilic/Hydrophilic Loading Capability

Janus-microdeeltjes zijn gecompartimenteerde deeltjes met verschillende moleculaire structuren en/of functionaliteit aan elke kant. Vanwege deze unieke eigenschap zijn Janus-microdeeltjes erkend als een nieuwe klasse materialen, waardoor ze veel aandacht hebben getrokken van verschillende onderzoeksgebieden. De veelzijdigheid van deze microdeeltjes is geëxemplifeerd door hun gebruik als bouwstenen voor zelfassemblage, elektrisch responsieve actuatoren, emulgatoren voor schilderijen en cosmetica, en dragers voor medicijnafgifte. Deze studie introduceert een gedetailleerd protocol dat expliciet een synthetische methode beschrijft voor het ontwerpen van nieuwe Janus-microhydrogels samengesteld uit een enkele basismateriaal, poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm). Janus-microdruppeltjes worden eerst gegenereerd via een hydrodynamische focuserende microfluïdische inrichting (HFMD) op basis van de scheiding van een oververzadigde waterige NIPAAm-monomeroplossing en vervolgens gepolymeriseerd door blootstelling aan UV-bestraling. De resulterende Janus-microhydrogels bleken volledig samengesteld te zijn uit dezelfde basismateriaal, hadden een gemakkelijk identificeerbare gecompartimenteerd morfologie en vertoonden anisotropische thermoresponsiviteit en organofiele/hydrofiele laadcapaciteit. Wij geloven dat de voorgestelde methode een nieuwe hydrogelplatform introduceert met het potentieel voor geavanceerde synthese van multifunctionele Janus-microhydrogels.

Figuur 3a toont een schematische weergave van de experimentele opstelling gebruikt om Janus microhydrogels synthetiseren via de HFMD. De N-rijke en N-arme fasen werden precies in de HFMD geïnjecteerd als kern fluïda 1 en 2 en daarna samengevoegd en verdeeld in Janus microdruppels in de opening van het omhulsel vloeistof minerale olie vanwege de capillaire Rayleigh instabiliteit. Bijgevolg zijn Janus microdruppeltjes uit N-rijke en N-arme fase met succes gegenere...

We presenteren een protocol om Janus microhydrogels te synthetiseren die volledig zijn samengesteld uit hetzelfde basismateriaal, poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm), met een duidelijk gecompartimenteerde structuur op basis van de fasescheiding van een oververzadigde NIPAAm monomeeroplossing. De gesynthetiseerde Janus microhydrogels vertonen unieke eigenschappen zoals anisotrope thermoresponsiviteit en organofiel/hydrofiel laadvermogen.

Synthese van poly (<em&gt; N</em&gt; -isopropylacrylamide) Janus Microhydrogels voor Anisotropisch Thermo-responsiviteit en Organofiele / Hydrofiel Loading Capability

Janus microparticles are compartmentalized particles with differing molecular structures and/or functionality on each of their two sides. Because of this ...

Het algemene doel van dit experiment is het synthetiseren van janus-microhydrogels die zijn opgebouwd uit hetzelfde basismateriaal en een isotrope thermo-responsiviteit hebben, evenals een organofiel en hydrofiel laadvermogen, door middel van vloeistof-vloeistof-fasescheiding van oververzadigde N-isopropylacrylamide-monomeer. Masote kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen op het gebied van druppelafleversystemen, specifiek voor de ontwikkeling van geavanceerde trocharia, waarvoor hydrofiel/organofiel brandstofhoudend vermogen binnen een enkel deeltje vereist is. Het belangrijkste voordeel van deze methode is het synthetiseren van monodisperse janus-microhydrogels met een duidelijk gecompartimenteerde interne morfologie en het moduleren van de grootte van de janus-microhydrogels met behulp van een microfluïdisch apparaat.De demonstratie van de procedure wordt uitgevoerd door Kyoung Duck Seo en Andrew Choi, mijn PhD-studenten. Gebruik de gepatroneerde wafer, verkregen zoals beschreven in het tekstprotocol, als mastermold voor het gieten van PDMS. Meng het PDMS-prepolymeer en een uithardingsmiddel homogeen in een gewichtsverhouding van 10 op één.Gebruik bijvoorbeeld één gram uithardingsmiddel voor 10 gram PDMS-prepolymeer. Giet het PDMS-prepolymeer in de mastermal en ontgas dit gedurende één uur in een vacuümkamer. Plaats vervolgens de mastermal met het PDMS-prepolymeer gedurende drie uur in een oven bij 65 °C.Snijd de uitgeharde PDMS met een scherp scalpel op de grootte van één enkele chip. Pel de uitgeharde PDMS-replica voorzichtig met de hand van de mastermold af. PONS inlaat- en uitlaatgaten in een van de replica's met een pons die een iets kleinere diameter heeft dan de buitendiameter van de verbindingsslangen.Pas vervolgens een luchtplasmabehandeling toe op het verbindingsgebied van elke replica met behulp van een Corona-behandelaar. Breng vijf µL methanol aan op de met luchtplasma behandelde gebieden. Lijn tot slot twee identieke PDMS-replica's uit om de HFMD door handmatige manipulatie te vervaardigen.Controleer de uitlijning via een microscoop. Plaats de HFMD overnight in een oven ingesteld op 65 °C om de binding tussen de twee PDMS-replica's te versterken. Los NIPAAm-monomeer op in gedeïoniseerd water met een gewichtsverhouding van één op één met behulp van een vortexmixer.Los bijvoorbeeld 10 gram NIPAAm op in 10 milliliter gedeïoniseerd water. Laat de monomeeroplossing minstens 15 minuten in verticale positie bij kamertemperatuur rusten. Wanneer de interface die de twee fasen scheidt helder wordt, worden met een pipette voorzichtig twee milliliter monomeeroplossing uit de N-rijke en N-arme fasen gehaald zonder deze interface te verstoren.Voeg vervolgens vier milligram MBAAm toe aan de geëxtraheerde N-rijke en N-arme monomeeroplossingen als crosslinker. Voeg daarna vier milligram van de foto-initiator toe aan de oplossingen om kernvloeistof één en twee voor het monster met een lage crosslinkerconcentratie te bereiden. Los tot slot 10 gewichtsprocent olie-surfactant op in minerale olie om de mantelvloeistof te bereiden.Vul twee milliliter van kernvloeistof één en twee en de omhulselvloeistof in drie afzonderlijke spuiten van drie milliliter. Plaats de spuiten in de spuitpompen en verbind elke spuit via slangetjes met de overeenkomstige vloeistofinlaat van de HFMD. Gebruik de slangetjes om de vloeistofuitlaat van de HFMD aan te sluiten op een opvangreservoir.Stel de spuitpompen zo in dat kernvloeistoffen één en twee worden geïnfuseerd met stroomsnelheden van 2 µL per minuut. En infuseer de sheath-vloeistof met 10 µL per minuut. Plaats vervolgens de UV-lichtbron loodrecht op ongeveer één centimeter afstand van het opvangreservoir.Schakel de UV-lichtbron in en monitor visueel de continue productie van janus-microhydrogels. Verzamel de gefabriceerde janus-microhydrogels in een conische buis en was deze met isopropylalcohol. Centrifugeer vervolgens de conische buis om de microhydrogels te laten bezinken.Herhaal de centrifugatiestap met gedeïoniseerd water met wateroplosbaar surfactant om het resterende isopropylalcohol rond de janus-microhydrogels te verwijderen. Bewaar de volledig gewassen janus-microhydrogels in een flacon van 10 milliliter met gedeïoniseerd water. Gebruik een pipet om de gesynthetiseerde janus-microhydrogels in een 24-wells plaat te plaatsen.Laat de hydrogels 15 seconden bezinken tot er een monolaag is gevormd op het bodemoppervlak van de well. Maak een afbeelding van de janus-microhydrogel bij 24 °C met een rechtopstaande optische microscoop met een 5x objectief. Plaats een thermo-elektrische module onder de wellplaat en reguleer het voltage van deze module om de temperatuur van de oplossing met janus-microhydrogels te verhogen naar 32 °C.Maak nogmaals een afbeelding van de janus-microhydrogel bij 32 °C met behulp van een rechtopstaande optische microscoop met een 5x objectief. Meet van de 25 afbeeldingen van verschillende janus-microhydrogels bij 24 en 32 °C de straal van de gepolymeriseerde fasen pN-rijk en pN-arm met behulp van software voor beeldanalyse volgens de instructies van de fabrikant. Hier wordt het schematische diagram van de HFMD voor het genereren van janus-microdruppeltjes getoond.De N-rijke en N-arme oplossingen worden nauwkeurig in de HFMD geïnjecteerd en bij de opening opgebroken in microdruppeltjes door de sheath-vloeistof van minerale olie. Janus-microdruppeltjes verkregen via HFMD hebben verschillende volumeverhoudingen van N-rijke en N-arme oplossingen, zoals hier wordt getoond. De volumeverhouding van de N-rijke en N-arme oplossing die de microhydrogels vormen, wordt geregeld door de stroomsnelheid van elke oplossing te variëren.Hier worden schematische diagrammen en optische micrografen van de janus-microdruppels en microhydrogels getoond in reactie op omgevings- en temperatuurveranderingen. Om de thermo-responsiviteit te kwantificeren, werd de straal van de janus-microdruppels en microhydrogels gemeten, waarbij een anisotroop, thermo-responsief gedrag bleek dat wordt veroorzaakt door de verschillen in NIPAAm-monomeerconcentratie tussen pN-rijk en pN-arm. Het organofiele/hydrofiele laadvermogen van deze microhydrogels wordt waargenomen doordat vetoplosbare kleurstoffen sterk prefereren op te lossen in de N-rijke oplossing.Terwijl wateroplosbare kleurstoffen bij voorkeur oplossen in de N-arme oplossing, worden er uiteindelijk Janus-microhydrogels gefabriceerd met een dubbele hydrophilic/organofilic ladingscapaciteit binnen een enkel deeltje. Zodra deze techniek onder de knie is, kan deze in 40 minuten worden uitgevoerd, mits deze correct wordt voorbereid.Bij het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om de omgevingscondities, en in het bijzonder de temperatuur, constant te houden, aangezien sterk geconcentreerde NIPAAm-oplossingen kristalliseren onder de 25 °C. Na de verdere ontwikkeling van deze techniek zal deze de weg vrijmaken voor onderzoekers op het gebied van drug delivery-systemen om functionele microhydrogels te ontwikkelen die de afgiftesnelheid van geneesmiddelen kunnen reguleren en meerdere medicijnen kunnen inkapselen zonder kruiscontaminatie. Na het bekijken van deze video zou u een goed begrip moeten hebben van hoe janus-microhydrogels kunnen worden gesynthetiseerd op basis van het basismateriaal poly NIPAAm.

synthesis-poly-n-isopropylacrylamide-janus-microhydrogels-for

Research

JoVE Journal

Chemistry

Scheikunde

Deze video is een snelle, efficiënte methode om poly (ethyleenglycol) methacrylaat illustreren, waardoor keten polymerisaties en hydrogel synthese. Het zal laten zien hoe je methacrylamide functionaliteiten dezelfde wijze te introduceren in peptiden, detail gemeenschappelijke analytische methoden om functionalisering efficiëntie te beoordelen, suggesties voor het oplossen van problemen en geavanceerde aanpassingen, en tonen typische hydrogel karakterisering technieken.

Microgolven Functionalisering van poly (ethyleenglycol) en On-hars Peptiden voor gebruik in Chain Polymerisaties en Hydrogel Vorming

We presenteren een nieuw polyacrylamide hydrogel, genaamd hydroxy-PAAM, die een directe binding van ECM eiwitten mogelijk maakt met minimale kosten of deskundigheid. De combinatie van hydroxy-PAAM hydrogels met microcontactprinten vergemakkelijkt onafhankelijke controle van de vele signalen van de natuurlijke cel micro-omgeving voor het bestuderen van cellulaire mechanostransduction.

Voorbereiding van Hydroxy-PAAM Hydrogelen voor Ontkoppeling van de Effecten van Mechanotransductie Cues

Ons laboratorium heeft DNA verknoopt polyacrylamide hydrogels, een dynamisch hydrogel systeem ontwikkeld om de effecten van modulerende weefsels stijfheid op celfunctie beter te begrijpen. Hier bieden we schema's, beschrijvingen en protocollen om deze hydrogels bereiden.

Bereiding van DNA verknoopt polyacrylamide hydrogels

Supramoleculaire hydrogelators gebaseerd op ureido-pyrimidinonen maken volledige controle over de gel macroscopische eigenschappen en de sol-gel-schakelgedrag met pH. Hier presenteren we een protocol voor de formulering en het injecteren van een dergelijke supramoleculaire hydrogelator via een katheter afgiftesysteem voor lokale afgifte direct betrokken gebieden in het varkenshart.

Een injecteerbare en-Drug geladen Supramoleculaire Hydrogel voor Local Catheter injectie in de Pig Heart

Nanoschalige zee-eilandoppervlakken, samengesteld uit thermoresponsieve blokcopolymeren, werden vervaardigd door de Langmuir-Schaefer-methode voor het controleren van spontane celhechting en loslating. Zowel de bereiding van het oppervlak als de hechting en loslating van cellen op het oppervlak werden gevisualiseerd.

Voorbereiding van de thermoresponsieve nanogestructureerde oppervlakken voor Tissue Engineering

We presenteren een gemakkelijke methode om een ​​biologisch afbreekbare op gelatinebasis geneesmiddelafgifte platform dat magneto-thermisch gevoelige fabriceren. Dit werd bereikt door superparamagnetische ijzeroxide nanodeeltjes en poly (N-isopropylacrylamide- co-acrylamide) in een bolvormig gelatine micro-netwerk verknoopt door genipin, samen met een wisselend magnetisch veld aanbrengsysteem.

Wisselend magneetveld-Responsive Hybrid Gelatine Microgels voor Controlled Drug release

Injecteerbare tissue engineering scaffold uit poly (N-isopropylacrylamide) -graft-chondroïtinesulfaat (PNIPAAm-g-CS) bevattende alginaat microdeeltjes bereid. De hechtsterkte, zwelvermogen en in vitro biocompatibiliteit geanalyseerd in deze studie. De karakterisering technieken die hier ontwikkeld kan van toepassing zijn op andere thermogelling systemen.

Synthese van Thermogelling Poly (N-isopropylacrylamide) -graft-chondroïtinesulfaat Composites met Alginaatmicrodeeltjes voor Tissue Engineering

Niet-geroerde precipitatie polymerisatie geeft een snelle, reproduceerbare prototyping aanpak van de synthese van stimuli-gevoelige poly (N -isopropylacrylamide) microgels smalle grootteverdeling. In dit protocol synthese, lichtverstrooiing karakterisering en enkel deeltje fluorescentie volgen van deze microgels in een wide-field microscopie setup worden gedemonstreerd.

Gecontroleerde Synthese en Fluorescentie Tracking of Highly Uniform Poly (<em&gt; N</em&gt; -isopropylacrylamide) Microgels

Protocollen zijn beschreven voor de fabrikatie van afbreekbaar thermoresponsive hydrogels op basis van het hydrazon cross-linking van polymere oligomeren op de schaal van de bulk, microscale, en nanoscale, de laatste voorbereiding van zowel de nanofibers als de gel nanodeeltjes.

Fabriceren van afbreekbaar Thermoresponsive Hydrogels op meerdere lengte schalen via reactieve extrusie, Microfluidics, zelf-assemblage en Electrospinning

Dit manuscript beschrijft de bereiding van magnetische en thermische gevoelige microgels via een temperatuur geïnduceerde emulsie zonder chemische reactie. Deze gevoelige microgels werden gesynthetiseerd door poly ( N- isopropylacrylamide) (PNIPAAm), polyethyleenimine (PEI) en Fe304 -NH2 nanodeeltjes te mengen voor het potentiële gebruik in magnetisch en thermisch geactiveerde geneesmiddelafgifte.

Magnetische en thermische gevoelige poly (<em&gt; N</em&gt; -isopropylacrylamide) -gebaseerde Microgels voor magnetisch uitgezette gecontroleerde vrijgave

Nanogels zijn een uitstekend en veelzijdig nanodeeltjesplatform voor de levering van biologische geneesmiddelen. Stimuli-responsieve poly(ethyleen) glycol-gebaseerde polymere nano-gels, die in staat zijn om op eiwitten gebaseerde ladingen in te kapselen, werden gesynthetiseerd met behulp van een eenstaps cross-linking co-nanopolymerisatiestrategie in waterige omstandigheden. De optimale fabricage en karakterisering van deze nieuwe nanodeeltjes worden hier gepresenteerd.

Synthese van stimuli-responsieve nanogels met behulp van waterige eenstaps crosslinking en co-nanopolymerisatie

Leer de synthese van Janus-microhydrogels met poly(N-isopropylacrylamide) voor anisotrope thermoresponsiviteit en gelijktijdige hydrofiele/organofiele laadcapaciteit in materiaalwetenschap.

Synthese van poly ( N -isopropylacrylamide) Janus Microhydrogels voor Anisotropisch Thermo-responsiviteit en Organofiele / Hydrofiel Loading Capability (Video) | JoVE Journal

Synthese van poly (

Meer video's verkennen