14 november 2015
Organische kleurstofmoleculen en oleic zuur gecoate upconverting nanodeeltjes zijn niet wateroplosbaar. Dit protocol beschrijft een ‘plug and play’ methode die de overdracht van organische kleurstofmoleculen en upconverting deeltjes van hun oorspronkelijke hydrofobe oplosmiddel naar water mogelijk maakt.
Het algemene doel van dit protocol is om aan te tonen hoe opwaarderende nanodeeltjes worden gesynthetiseerd en hoe ze kunnen worden ingekapseld met organische kleurstofmoleculen om waterdispergeerbare nanosamenstellingen te bereiden. Deze methode kan vragen beantwoorden op het gebied van nanotechnologie en fotochemie, zoals hoe u nanodeeltjes van organische oplosmiddelen naar waterige omgevingen kunt overbrengen en hoe u hun fotoreactiviteit in water kunt behouden. Het grote voordeel van onze unieke log-and-play-methode is de eenvoud en veelzijdigheid.
De inkapselingprocedure kan worden toegepast op een reeks nanodeeltjes en organische apparaatcombinaties. De combinatie van opwaarderende nanodeeltjes en fotoactieve moleculen zal toegang bieden tot een breder scala aan geneesmiddelen die UV-lichtactivatie vereisen. Bovendien kan deze methode inzicht bieden in de energieoverdracht tussen luminescente nanodeeltjes en organische kleurstofmoleculen.
Over het algemeen vereist nanodeeltjes-inkapseling uiterst zorgvuldige omgang, vooral met betrekking tot de faseoverdrachtstap. Bijvoorbeeld, de fouten in toevoegsequentie of reagensverhoudingen kunnen gemakkelijk leiden tot de deeltjesaggregatie. Visuele demonstratie van deze methode is cruciaal omdat er verschillende uitdagende stappen zijn die de inkapseltechniek betreffen.
Daarom vereist het nauwkeurige timing, hoeveelheid materialen en temperaturen. Plaats eerst een 250 milliliter verwarmingsmantel op een reguliere roerplaat en sluit de mantel aan op een thermokoppel. Plaats een 250 milliliter rondbodemfles voorzien van een magnetische roerbaar op de verwarmingsmantel.
Met correcte klemmen, bevestig een luchtadapter aan de linkerhals van de rondbodemfles en verbind deze luchtadapter met een schlecklijn met plastic buis. Vervolgens bevestigt u een glazen adapter aan de rechterhals van de rondbodemfles en bevestigt u een thermometeradapter op de glazen adapter. Breng een temperatuursonde in de fles door de thermometeradapter en sluit deze aan op het thermokoppel.
Bevestig een destillatiehoofd in het midden, nek van de rondbodemfles en plaats een stop op de top van het destillatiehoofd. Verbind het hoofd met een condensor, gevolgd door een vacuümdestillatieadapter en een 50 milliliter rondbodemfles. Verbind vervolgens de vacuümdestillatieadapter met een bubbeler via plastic buis.
Plaats vervolgens één punt 17 gram atriumacetaat 0,439 gram itumacetaat en 0,0727 gram erbiumacetaat in de 250 milliliter ronde Bodem fles, voeg 30 milliliters oliezuura en 75 milliliters essene toe aan de fles. Gebruik een afgemeten cylinder, verbind de fles met de dubbele manifold sch lank lijn en draai de overeenkomstige klep om de fles verbonden te houden aan de stikstoflijn. Zet de thermokoppel aan en stel de temperatuur in op 80 graden Celsius.
Verwarm het systeem geleidelijk op deze temperatuur door de thermokoppel in te stellen op de 50 tot 500 milliliter instelling. Nadat alle startmaterialen zijn opgelost, verwijdert u de verwarmingsmantel en laat u de reactie afkoelen tot 30 graden Celsius. Wanneer de temperatuur 30 graden Celsius bereikt, verwijdert u het destillatiehoofd, schakelt u de luchtadapter van de linkerhals naar de middelste hals en sluit u de linkerhals af met een stop.
Voer vervolgens langzaam vacuüm in de reactieflas in door de klep op de nk-lijn van de stikstoflijn naar de vacuümlijn te draaien. Wanneer de oplossing stopt met borrelen, verhoogt u de temperatuur tot 115 graden Celsius met een snelheid van vijf graden Celsius per minuut. Na 15 minuten bij 115 graden Celsius, verwijdert u de verwarmingsmantel en koelt u de reactie af tot 50 graden Celsius.
Vervolgens schakelt u de opstelling snel terug naar de oorspronkelijke vorm door het destillatiehoofd opnieuw aan de middelste hals te bevestigen en de luchtadapter aan de linkerhals. Tijdens het koelproces, voegt u punt 74 gram natriumhydroxide, 0,5 gram ammoniumfluoride toe aan een plastic fles met een dop, en lost u de reagentia op in 50 milliliter methanol door sonicatie te volgen. Giet de oplossing in de 250 milliliter ronde Bodem fles en spoel de zijden van de fles af met vijf milliliter methanol.
Na het laten roeren van de oplossing bij 50 graden gedurende 30 minuten, verhoogt u de temperatuur tot 75 graden Celsius om het methanol te distilleren tijdens de destillatie, leeg de opvangfles wanneer nodig. Nadat de destillatie is voltooid, verwarmt u de reactie zo snel mogelijk tot 300 graden Celsius onder stikstofbescherming. Zodra de temperatuur 300 graden Celsius bereikt, handhaaft u deze temperatuur gedurende één uur.
Als dat nodig is, bedek de opstelling met aluminiumfolie om de temperatuur te helpen handhaven. Verwijder vervolgens de warmtebron en laat de reactie afkoelen tot kamertemperatuur. Na afkoeling tot kamertemperatuur, verdeel de oplossing gelijkmatig in drie 50 milliliter kunststof centrifugeerbuisjes en vul elke buis tot de 50 milliliter schaal met anhydrous ethanol centrifuge, alle buisjes bij 3.400 keer G gedurende 15 minuten.
Na het weggooien van de supra natanten, herdisperseert u de opwaarderende nanodeeltjes of UCNP-pellets in 7,5 milliliter hexaan en vult u elke buis met ethanol tot de 50 milliliter schaal. Na centrifugatie bij 3.400 keer G gedurende 15 minuten, gooit u de snat weg en herdisperseert u de vaste U cnps in 30 milliliter chloroform in de buis. Breng vervolgens de oplossing over in een glazen station flesje voor verder gebruik.
Op dit punt, 25 milligram polystyreen, Ultima en hydride of PSMA in drie milliliter chloroform. In een scintillatieviaal voorzien van een magnetische roerbaar, voeg vervolgens 250 microliter van de UCNP chloroform stockoplossing toe aan de viaal. Roer de oplossing bij kamertemperatuur gedurende twee uur.
Los vervolgens 160 milligram polyetheramine 2070 op. In één milliliter chloroform, voeg de oplossing toe aan de scintillatieviaal in één portie met behulp van een pipette. Na het roeren van de oplossing gedurende een nacht bij
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Dit protocol beschrijft een methode voor het synthetiseren van upconverting nanodeeltjes en het inkapselen daarvan met organische kleurstofmoleculen om waterdispergeerbare nano-assemblages te creëren. Het pakt de uitdagingen aan bij het overbrengen van nanodeeltjes van organische oplosmiddelen naar waterige omgevingen, terwijl hun fotoreactiviteit behouden blijft.
Deze methode maakt de overdracht van hydrofobe nanodeeltjes en organische kleurstoffen naar waterige omgevingen mogelijk terwijl hun fotochemische functionaliteit behouden blijft, wat een belangrijke uitdaging in de nanomedicijn- en fotodynamische therapie-ontwikkeling aanpakt. Door nabij-infraroodlicht te gebruiken om upconverting nanodeeltjes te activeren, wordt de afhankelijkheid van schadelijk ultraviolet licht verminderd, waardoor de veiligheidsprofielen voor potentiële therapeutische toepassingen worden verbeterd. De aanpak ondersteunt mechanistische risicovermindering in de vroege ontdekkingsfase door een instelbaar, reversibel fotoschakelbaar systeem te bieden voor het onderzoeken van energieoverdracht en mechanismen voor geneesmiddelactivatie.
De methode past binnen het ontdekkingscontinuüm, van mechanistisch onderzoek in een vroeg stadium tot preklinisch formulatiewerk, in het bijzonder voor fotodynamische therapie en strategieën voor gerichte geneesmiddelactivatie.