Name: Uitgebreide analyse van de samenstelling van nanodeeltjes-polymeer Composites Met behulp van Direct Fluorescence Imaging (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-07-19T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 41 s
Description: Leer een betrouwbare methode voor directe fluorescentiebeeldvorming van cadmiumselenide quantum dots in polymere matrices. Deze techniek maakt nauwkeurige schatting van lokale concentraties en assimilatiesnelheden mogelijk voor materialenchemie.

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

C.R.C. wil de Ramsay Memorial Trust graag bedanken voor de financiering.

1. Bereiding van CdSe / ZnS Core / Shell Quantum Dots <ol><li> Bereiding van de trioctylfosfine (TOP) -Se oplossing <ol><li> Bereid een 0,5 M oplossing van seleen in TOP door mengen van de geschikte hoeveelheid Se in TOP in een Schlenk kolf onder stikstof of in een glovebox (8 ml nodig per reactie, kenmerkend 0,4 g opgelost in 10 ml TOP). </li><li> Roer het mengsel om de Se ontbinden gedurende 1 uur, wat resulteert in een grijze oplossing van het TOP-Se complex. </li><li> Zorg ervoor dat de oplossing wordt dan vries-pomp-ontdooi 5 keer ontgast. De resulterende stock oplossing kan onder stikstof worden bewaard gedurende 3 maanden. </li></ol></li><li> Bereiding van CdSe Cores <ol><li> Weeg cadmiumoxide (51 mg, 0,4 mmol), TOP oxide (3,7 g, 9,6 mmol) hexadecylamine (1,93 g, 8 mmol) en 1-dodecylphosphonic zuur (0,22 g, 0,88 mmol) en te combineren in een driehals, 250 ml rondbodemkolf. Voeg een roerstaafje. </li><li> Sluit twee halzen met septa en zorgende derde is om een ​​lange reflux condensor en een stikstof / vacuüm Schlenk lijn bevestigd. Plaats een verwarmingsmantel temperatuursensor via een septum direct in het mengsel. Pomp / vul de kolf met stikstof vijf keer. </li><li> Verwarm de kolf tot 320 ° C en roer de smelt gedurende 1 uur onder een stikstofatmosfeer. </li><li> Verlaag de temperatuur van de mantel tot 270 ° C en vervolgens met een grote spuit en wijde boring naald (20 ml, 3 mm boring) om te ontgassen met stikstof 5 keer. </li><li> Neem 8 ml van de TOP-Se-oplossing (stap 1.1) en injecteer voorzichtig maar snel in de driehalskolf, door het septum. </li><li> Roer de reactie bij 270 ° C gedurende tussen 30 seconden en 10 minuten om de grootte van deeltjes beheersen. Voor rode emissie (~ 600 nm), 7-9 min geschikt. </li><li> Bereid een kom met kokend water (groot genoeg is om de helft van het reactievat onder water) en plaats naast het reactiemengsel. Nadat de reactie is verstreken, snel de reactie in de boili koelenng water met wervelende. LET OP: Het koelen kan de kolf te kraken. Wees extra voorzichtig en draag dikke ondoordringbare handschoenen. </li><li> Eenmaal koele, injecteren 10 ml chloroform in de kolf om alle producten op te lossen en het mengsel tussen twee 50 ml centrifugebuisjes te verdelen. </li><li> Vul elke buis tot 50 ml met EtOH en centrifugeer bij 3600 xg gedurende 10 min om de deeltjes te precipiteren. Verwijder het supernatant en opnieuw dispergeren de pellets in een totaal van 10 ml n-hexaan. </li></ol></li><li> ZnS Schillen van de CdSe Core: <ol><li> Voeg de kernen in hexaan tot een 100 ml rondbodemkolf die zink diethyldithiocarbamaat (0,5 g, 1,4 mmol), oleylamine (3 ml, 9,12 mmol), trioctylfosfine (3 ml, 6,73 mmol) en 1-octadeceen (10 ml). Voeg een roerstaafje. Ruil de reactie sfeer stikstof. </li><li> Verwarm de reactie op een kookplaat-roerder bij 3,3 ° C / min onder gedeeltelijk vacuüm tot 70 ° C, en verwijder de hexaan met behulp van de Schlenk lijn. </li&gt; <li> Schakelt de atmosfeer van stikstof en verwarm in dit tempo tot 120 ° C. Roer bij 120 ° C gedurende 2 uur. </li><li> Laat de reactie afkoelen en het mengsel verdeeld tussen 2 x 50 ml centrifugebuizen. Zorgen de buizen gestijfd met 50 ml EtOH met de deeltjes neerslaan en centrifugeer bij 3600 xg gedurende 10 min. </li><li> Verwijder het supernatant en opnieuw dispergeren de pellets in een totaal van 10 ml n-hexaan. </li><li> Centrifugeer deze oplossing (3600 x g, 10 min) nogmaals om onoplosbare onzuiverheden te verwijderen, alvorens te worden gedecanteerd in een monsterbuisje en bewaar in de koelkast (4 ° C) onder een stikstofatmosfeer tot drie maanden. </li></ol></li></ol> 2. zwelling inkapselen van nanodeeltjes in PDMS <ol><li> Zwelling Oplossing Voorbereiding: <ol><li> Bereid een voorraadoplossing van CdSe QDs door het mengen van 36 ml van n-hexaan met 4 ml QD CdSe dispersie (zoals gesynthetiseerd) en roer de oplossing magnetisch. &lt;/ Li&gt; <li> Zet opzij twee flacons met elk 9 ml van de oplossing zoals aangewezen zwelling oplossingen. </li><li> Met de rest van de voorraadoplossing voor de bereiding van verdere zwelling oplossingen van variërende concentraties QD. Bereid drie oplossingen zwelling van afnemende QD concentratie door verdunning van de stockoplossing aan een 66% (v / v) oplossing, 50% oplossing en 33% oplossing. <ol><li> Bereid de 66% (v / v) oplossing door het mengen van 6 ml van de voorraadoplossing QD CdSe met 3 ml n-hexaan. Roer de oplossing magnetisch om een ​​volledige menging te garanderen. </li><li> Bereid de 50% (v / v) oplossing door het mengen van 4,5 ml van de QD CdSe voorraadoplossing met 4,5 ml n-hexaan. Roer de oplossing magnetisch om een ​​volledige menging te garanderen. </li><li> Bereid de 33% (v / v) oplossing door het mengen van 3 ml van de voorraadoplossing QD CdSe met 6 ml n-hexaan. Roer de oplossing magnetisch om een ​​volledige menging te garanderen. </li></ol></li><li> Bewaar alle van de QD oplossingen onder donkere omstandigheden, bij kamertemperatuur. &lt;/ Li&gt; </ol></li><li> Polymer Voorbereiding en QD Incorporation - Het variëren van de QD concentratie in de zwelling Oplossing: <ol><li> Knip vier medische siliconen pleinen (11 mm x 11 mm) met behulp van een nieuw scalpel. </li><li> Dompel een medische siliconen plein in elk van de vier zwelling oplossingen van variërende% QD concentratie: voorraadoplossing, 66% (v / v), 50% (v / v) en 33% (v / v). Laat de polymeermonsters zwellen gedurende 24 uur onder donkere omstandigheden en bij kamertemperatuur. </li><li> Verwijder het gezwollen polymeer monsters van de respectievelijke oplossingen zwelling en drogen onder donkere omstandigheden gedurende 48 uur, gedurende welke tijd de achtergebleven oplosmiddel verdampt en de polymeren krimpen terug naar hun oorspronkelijke afmetingen. </li><li> Was de-QD opgenomen samples grondig met gedemineraliseerd water op elk oppervlak gebonden materialen te verwijderen. </li></ol></li><li> Polymer Voorbereiding en QD Incorporation - Het variëren van de Polymer Blootstelling Tijd om de zwelling Oplossing: </strong&gt; <ol><li> Bereid vier medische siliconen pleinen (11 mm x 11 mm), zoals in 2.2.1. </li><li> Dompel de medische siliconen pleinen in de voorraad zwelling oplossing voor de verschillen in tijd: 1 uur, 3 uur, 6 uur en 24 uur. </li><li> Na verwijdering van de zwellende oplossing lucht drogen gezwollen polymeer monsters onder donkere omstandigheden gedurende 48 uur, zodat het monster krimpt terug naar zijn vorige afmetingen. </li><li> Was de-QD opgenomen samples grondig met gedemineraliseerd water op elk oppervlak gebonden materiaal of achtergebleven oplosmiddel te verwijderen. </li></ol></li></ol> 3. Visualisatie van nanodeeltjes Swell Inkapseling in PDMS <ol><li> Silicone Monstervoorbereiding: <ol><li> Knip twee silicone pleinen met een frisse scalpel (5,5 mm x 11 mm). Zorg ervoor dat deze blootstelt het interne oppervlak van de silicone monsters. </li></ol></li><li> Fluorescentie Imaging: <ol><li> Plaats de siliconen monsters op een Micrpe glijbaan voor imaging, ervoor te zorgen dat de vers gesneden kant van het polymeer maakt volledig contact met het glaasje. Druk op de siliconen gedeelte zachtjes tot een glad contact met de microscoop glijbaan garanderen. Het monster op het podium van de microscoop. </li><li> Volledige levensduur fluorescentiemetingen met een 488 nm spectraal gefilterde laserlijn omvattende van 5 psec pulsen met een snelheid van 20 MHz of dergelijke. 23 Met een akoestisch-optisch afstembaar filter systeem, rechtstreeks koppelen met de laseruitvoer, teneinde het 488 produceren nm laser lijn. De focus van de laserstraal met behulp van een op maat gemaakte laser-scanning-eenheid (zie aanvullende informatie), hetgeen tot uiting komt door een dichroïsche spiegel (488 nm) in de achterkant diafragma van een 10x objectief en vervolgens op het monster. <ol><li> Verzamel de fluorescentie-emissie met hetzelfde doel, dat dan door dezelfde dichroïsche spiegel. Richt dit licht in de richting van een lawine fotodiode, werkend in de single photon tellen mode. proces lifeti<html> me metingen met behulp van een in de tijd gecorreleerd single photon tellen (TCSPC) board. 23 </li></ol></li><li> Noteer het instrument responsiefunctie (IRF) aan het begin en einde van elke experimentele sessie. 23 Opmerking: Het opgenomen signaal in de TCSPC experiment zou de tijdvertraging tussen de fotonen aankomst op de detector en de productie van de volgende laserpuls tonen. Deze tijdvertraging moet echter worden convolved met de IRF van de meetapparatuur. Derhalve wordt het IRF gemeten als de respons van het instrument op 100 nM Auramine O, dat een aanzienlijk kortere levensduur (~ 100 psec) vergeleken instrumentele respons heeft. </li><li> Extraheer de levensduur van niet-lineaire montage van het exponentiële verval van de fluorescentie-intensiteit en deconvolute dit uit de IRF met een maximum likelihood schatter (MLE) algoritme 25-27. De MLE (γ j) wordt berekend als eq1.jpg &quot;/&gt; Waarbij n i het aantal fotontellingen in kanaal i, k het aantal kanalen (of bakken) per fluorescentievervaltijd, p i (j) de kans dat een groep van fotonen in kanaal vallen i als de deeltjes een leven j, en N het totaal aantal tellingen voor een bepaald verval. </li><li> Neem elk monster fluorescentie-intensiteit en levensduur gegevens voor 5 minuten, waardoor een continu scannen bestaande uit 264 beelden met afmetingen 512 x 512 pixels. Combineer deze twee-dimensionale fluorescentie-intensiteit, de levensduur en de intensiteit gewogen levensduur kaarten te voorzien, met een berekende MLE met een limiet van 150 fotonen en verwerken deze met behulp van MATLAB. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Pumera, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene-based+nanomaterials+and+their+electrochemistry%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Soc.+Rev%22%5BJournal%5D)">Graphene-based nanomaterials and their electrochemistry.</a> Chem. Soc. Rev. 39 (11), 4146-4157 (2010).</li>
<li>Zhang, Q., Uchaker, E., Candelaria, S. L., Cao, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanomaterials+for+energy+conversion+and+storage%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Soc.+Rev%22%5BJournal%5D)">Nanomaterials for energy conversion and storage.</a> Chem. Soc. Rev. 42 (7), 3127-3171 (2013).</li>
<li>Tong, H., Ouyang, S., Bi, Y., Umezawa, N., Oshikiri, M., Ye, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nano-photocatalytic+Materials%3A+Possibilities+and+Challenges%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Nano-photocatalytic Materials: Possibilities and Challenges.</a> Adv. Mater. 24 (2), 229-251 (2012).</li>
<li>Olson, M. S., Gurian, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Risk+assessment+strategies+as+nanomaterials+transition+into+commercial+applications%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Nanopart.+Res%22%5BJournal%5D)">Risk assessment strategies as nanomaterials transition into commercial applications.</a> J. Nanopart. Res. 14 (4), 1-7 (2012).</li>
<li>Noimark, S., Dunnill, C. W., Parkin, I. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shining+light+on+materials+-+A+self-sterilising+revolution%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Drug+Deliv.+Rev%22%5BJournal%5D)">Shining light on materials - A self-sterilising revolution.</a> Adv. Drug Deliv. Rev. 65 (4), 570-580 (2013).</li>
<li>Lavik, E., von Recum, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Role+of+Nanomaterials+in+Translational+Medicine%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">The Role of Nanomaterials in Translational Medicine.</a> ACS Nano. 5 (5), 3419-3424 (2011).</li>
<li>Meier, J., Schiøtz, J., Liu, P., Nørskov, J. K., Stimming, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nano-scale+effects+in+electrochemistry%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Nano-scale effects in electrochemistry.</a> Chem. Phys. Lett. 390 (4-6), 440-444 (2004).</li>
<li>Booß-Bavnbek, B., Klösgen, B., Larsen, J., Pociot, F., Renström, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((BetaSys%3A+Systems+Biology+of+Regulated+Exocytosis+in+Pancreatic+%C3%9F-Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Springer+Science+%26+Business+Media%22%5BJournal%5D)">BetaSys: Systems Biology of Regulated Exocytosis in Pancreatic ß-Cells.</a> Springer Science & Business Media. , (2011).</li>
<li>Xu, Z. P., Zeng, Q. H., Lu, G. Q., Yu, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inorganic+nanoparticles+as+carriers+for+efficient+cellular+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Eng.+Sci%22%5BJournal%5D)">Inorganic nanoparticles as carriers for efficient cellular delivery.</a> Chem. Eng. Sci. 61 (3), 1027-1040 (2006).</li>
<li>Ito, A., Shinkai, M., Honda, H., Kobayashi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Medical+application+of+functionalized+magnetic+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biosci.+Bioeng%22%5BJournal%5D)">Medical application of functionalized magnetic nanoparticles.</a> J. Biosci. Bioeng. 100 (1), 1-11 (2005).</li>
<li>Xiu, F. -R., Zhang, F. -S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size-controlled+preparation+of+Cu2O+nanoparticles+from+waste+printed+circuit+boards+by+supercritical+water+combined+with+electrokinetic+process%5BTitle%5D)+AND+%22J+Hazard.+Mater%22%5BJournal%5D)">Size-controlled preparation of Cu2O nanoparticles from waste printed circuit boards by supercritical water combined with electrokinetic process.</a> J Hazard. Mater. 233-234, 200-206 (2012).</li>
<li>Ponja, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aerosol+assisted+chemical+vapour+deposition+of+hydrophobic+TiO2-SnO2+composite+film+with+novel+microstructure+and+enhanced+photocatalytic+activity%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Chem.%2C+A%22%5BJournal%5D)">Aerosol assisted chemical vapour deposition of hydrophobic TiO2-SnO2 composite film with novel microstructure and enhanced photocatalytic activity.</a> J. Mater. Chem., A. 1 (20), 6271-6278 (2013).</li>
<li>Crick, C. R., Bear, J. C., Kafizas, A., Parkin, I. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Superhydrophobic+Photocatalytic+Surfaces+through+Direct+Incorporation+of+Titania+Nanoparticles+into+a+Polymer+Matrix+by+Aerosol+Assisted+Chemical+Vapor+Deposition%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Superhydrophobic Photocatalytic Surfaces through Direct Incorporation of Titania Nanoparticles into a Polymer Matrix by Aerosol Assisted Chemical Vapor Deposition.</a> Adv. Mater. 24 (26), 3505-3508 (2012).</li>
<li>Crick, C. R., Bear, J. C., Southern, P., Parkin, I. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+general+method+for+the+incorporation+of+nanoparticles+into+superhydrophobic+films+by+aerosol+assisted+chemical+vapour+deposition%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Chem.%2C+A%22%5BJournal%5D)">A general method for the incorporation of nanoparticles into superhydrophobic films by aerosol assisted chemical vapour deposition.</a> J. Mater. Chem., A. 1 (13), 4336-4344 (2013).</li>
<li>Jensen, G. C., Krause, C. E., Sotzing, G. A., Rusling, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inkjet-printed+gold+nanoparticle+electrochemical+arrays+on+plastic.+Application+to+immunodetection+of+a+cancer+biomarker+protein%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Chem.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Inkjet-printed gold nanoparticle electrochemical arrays on plastic. Application to immunodetection of a cancer biomarker protein.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 13 (11), 4888-4894 (2011).</li>
<li>Steigerwald, A., Mu, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Potential+of+pulsed+electron-beam+deposition+for+nanomaterial+fabrication%3A+Spatial+distribution+of+deposited+materials%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vac.+Sci.+Technol.%2C+B%22%5BJournal%5D)">Potential of pulsed electron-beam deposition for nanomaterial fabrication: Spatial distribution of deposited materials.</a> J. Vac. Sci. Technol., B. 26 (3), 1001-1005 (2008).</li>
<li>Perni, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antibacterial+Activity+of+Light-Activated+Silicone+Containing+Methylene+Blue+and+Gold+Nanoparticles+of+Different+Sizes%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cluster+Sci%22%5BJournal%5D)">Antibacterial Activity of Light-Activated Silicone Containing Methylene Blue and Gold Nanoparticles of Different Sizes.</a> J. Cluster Sci. 21 (3), 427-438 (2010).</li>
<li>Perni, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+antimicrobial+properties+of+light-activated+polymers+containing+methylene+blue+and+gold+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Biomater%22%5BJournal%5D)">The antimicrobial properties of light-activated polymers containing methylene blue and gold nanoparticles.</a> Biomater. 30 (1), 89-93 (2009).</li>
<li>Noimark, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dual-Mechanism+Antimicrobial+Polymer-ZnO+Nanoparticle+and+Crystal+Violet-Encapsulated+Silicone%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Func.+Mater%22%5BJournal%5D)">Dual-Mechanism Antimicrobial Polymer-ZnO Nanoparticle and Crystal Violet-Encapsulated Silicone.</a> Adv. Func. Mater. 25 (9), 1367-1373 (2015).</li>
<li>Gingery, D., Bühlmann, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Formation+of+gold+nanoparticles+on+multiwalled+carbon+nanotubes+by+thermal+evaporation%5BTitle%5D)+AND+%22Carbon%22%5BJournal%5D)">Formation of gold nanoparticles on multiwalled carbon nanotubes by thermal evaporation.</a> Carbon. 46 (14), 1966-1972 (2008).</li>
<li>Abdelmoti, L. G., Zamborini, F. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Potential-Controlled+Electrochemical+Seed-Mediated+Growth+of+Gold+Nanorods+Directly+on+Electrode+Surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Potential-Controlled Electrochemical Seed-Mediated Growth of Gold Nanorods Directly on Electrode Surfaces.</a> Langmuir. 26 (16), 13511-13521 (2010).</li>
<li>Crick, C. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advanced+analysis+of+nanoparticle+composites+-+a+means+toward+increasing+the+efficiency+of+functional+materials%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Adv%22%5BJournal%5D)">Advanced analysis of nanoparticle composites - a means toward increasing the efficiency of functional materials.</a> RSC Adv. 5 (66), 53789-53795 (2015).</li>
<li>Solvas, X. C., Turek, V., Prodromakis, T., Edel, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+evaporator+for+on-chip+sample+concentration%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Microfluidic evaporator for on-chip sample concentration.</a> Lab Chip. 12 (20), 4049-4054 (2012).</li>
<li>Solvas, X. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorescence+detection+methods+for+microfluidic+droplet+platforms%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Fluorescence detection methods for microfluidic droplet platforms.</a> J. Vis. Exp. (58), e3437(2011).</li>
<li>Köllner, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorescence+pattern+recognition+for+ultrasensitive+molecule+identification%3A+comparison+of+experimental+data+and+theoretical+approximations%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Fluorescence pattern recognition for ultrasensitive molecule identification: comparison of experimental data and theoretical approximations.</a> Chem. Phys. Lett. 250 (3-4), 355-360 (1996).</li>
<li>Köllner, M., Wolfrum, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+many+photons+are+necessary+for+fluorescence-lifetime+measurements%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">How many photons are necessary for fluorescence-lifetime measurements.</a> Chem. Phys. Lett. 200 (1-2), 199-204 (1992).</li>
<li>Edel, J. B., Eid, J. S., Meller, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accurate+Single+Molecule+FRET+Efficiency+Determination+for+Surface+Immobilized+DNA+Using+Maximum+Likelihood+Calculated+Lifetimes%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.%2C+B%22%5BJournal%5D)">Accurate Single Molecule FRET Efficiency Determination for Surface Immobilized DNA Using Maximum Likelihood Calculated Lifetimes.</a> J. Phys. Chem., B. 111 (11), 2986-2990 (2007).</li>
<li>Bear, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Doping+Group+IIB+Metal+Ions+into+Quantum+Dot+Shells+via+the+One-Pot+Decomposition+of+Metal-Dithiocarbamates%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Opt.+Mater%22%5BJournal%5D)">Doping Group IIB Metal Ions into Quantum Dot Shells via the One-Pot Decomposition of Metal-Dithiocarbamates.</a> Adv. Opt. Mater. 3 (5), 704-712 (2015).</li>
<li>Li, L., Hu, J., Yang, W., Alivisatos, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Band+Gap+Variation+of+Size-+and+Shape-Controlled+Colloidal+CdSe+Quantum+Rods%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Band Gap Variation of Size- and Shape-Controlled Colloidal CdSe Quantum Rods.</a> Nano Letters. 1 (7), 349-351 (2001).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dwarsdoorsnede fluorescentiebeeldvorming maakt directe visualisatie van nanodeeltjes mogelijk tijdens het opzwellen van de omhulling. De kinetiek van de omhulling is getoond, met de trend naar een hoge oppervlakteconcentratie van nanodeeltjes aangetoond. De mate van incorporatie van nanodeeltjes blijkt te variëren met de tijd van opzwellen en omhulling (beschreven in sectie 2.3), waarbij de totale hoeveelheid geïncorporeerde nanodeeltjes toeneemt naarmate deze tijd wordt verlengd, met de deeltjesconcentratie gelokaliseer...

De toepassing van nanomaterialen is al lang gediend als een gebied van toenemende belangstelling voor nieuwe technologieën. 03/01 Dit heeft het toenemende gebruik van nanodeeltjes in alledaagse voorwerpen, waaronder cosmetica, kleding, verpakkingen en elektronica inbegrepen. 4-6 Een belangrijk station in de richting van het gebruik van nanodeeltjes in functionele materialen voort uit hun hogere reactiviteit ten opzichte van de materialen, naast de mogelijkheid om af te stemmen eigenschappen door het variëren van de deeltjesgrootte. 7 Een ander voordeel is de mogelijkheid om gemakkelijk vormen composietmaterialen introduceren cruciaal eigenschappen aan het hostmatrixmateriaal, zoals katalytische functionaliteit, materiaal en tuning van elektrische eigenschappen. 12/08 Nanodeeltjes polymeer composietmaterialen kunnen worden bereikt door verschillende technieken, de eenvoudigste waarvan directe integratie van de gewenste nanodeeltjes tijdens de vervaardiging van het hostmatrixmateriaal. 13,14 Deze resultaten in een homogeen materiaal met een gelijkmatige spreiding van nanodeeltjes materiaal overal. Veel toepassingen vereisen slechts het actieve materiaal aanwezig op de externe interfaces van de nanocomposieten zijn. Dientengevolge heeft rechtstreekse bijmenging niet tot efficiënt soms dure nanodeeltje materiaal er veel nanodeeltjes afval door de bulk van het materiaal. 15,16 Om directe opname te realiseren, de nanodeeltjes moeten ook compatibel met hostmatrixmateriaal formatie. Dit kan problematisch zijn, vooral bij syntheses die veelzijdige reacties zoals in het geval van thermohardende polymeren die gewoonlijk worden vergemakkelijkt door metaalcomplexkatalysators mechanismen die beïnvloed kunnen worden door zeer actieve nanodeeltjes nodig. 14 De aanzienlijke nadelen directe nanodeeltjes opname in de polymeersynthese, heeft geleid tot de ontwikkeling van technieken gericht nanodeeltjes incorporati beperkenop de oppervlaktelaag. 17-21 Swell inkapseling is een van de meest succesvolle strategieën beschreven in de literatuur, hoge oppervlaktetemperaturen nanodeeltje concentraties te bereiken, met weinig verspilling in de bulk polymeer. 17-19 De techniek maakt gebruik van het oplosmiddel aangedreven zwelling van polymeer matrices, waardoor voor de inval van de moleculaire soorten en nanodeeltjes. Na verwijdering van het oplosmiddel zwelling, de soorten van de matrix gefixeerd raken op zijn plaats met de hoogste concentratie van species gelokaliseerd op het oppervlak. Tot op heden zijn de meeste van de gemelde toepassingen deining inkapseling zijn gericht op de vervaardiging van antimicrobiële polymeren, waarbij het belangrijk dat de actieve middelen zijn op dit materiaaloppervlak. Hoewel veel van deze rapporten blijkt verhoogde antimicrobiële werking, is de precieze oppervlak nanodeeltje samenstelling zelden gesondeerd in detail. Crick et al. Recent een werkwijze voor de directe visualisatie van nanodeeltjes inval, verleend door cruciale insigevecht in de kinetiek en de oppervlakte nanodeeltje concentraties bereikt door deining inkapseling. 22 Dit werk beschrijft de synthese van cadmium selenide quantum dots (QD), hun deining inkapseling in polydimethylsiloxaan (PDMS) en de directe visualisatie van de integratie ervan met behulp van fluorescentie beeldvorming. Het effect van het variëren deining inkapseling tijd en nanodeeltjes concentratie in de zwellende oplossing onderzocht. De fluorescentie visualisatie techniek maakt de directe beeldvorming van nanodeeltjes inval in het PDMS en toont aan dat de hoogste concentratie van QD is het materiaaloppervlak.

<table><tbody><tr><td>Polydimethylsiloxaan platen</td><td>NuSil</td><td>-</td><td>Medisch kwaliteitsniveau</td></tr><tr><td>Oleylamine</td><td>Sigma Aldrich</td><td>O7805</td><td>Technisch kwaliteitsniveau</td></tr><tr><td>Trioctylfosfine</td><td>Sigma Aldrich</td><td>117854</td><td>Technisch kwaliteitsniveau</td></tr><tr><td>Trioctylfosfineoxide</td><td>Sigma Aldrich</td><td>346187</td><td>Technisch kwaliteitsniveau</td></tr><tr><td>1-Octadeceen</td><td>Sigma Aldrich</td><td>O806</td><td>Technisch kwaliteitsniveau</td></tr><tr><td>Zinkdiethyldithiocarbamaat</td><td>Sigma Aldrich</td><td>329703</td><td>-</td></tr><tr><td>Oleaanzuur</td><td>Sigma Aldrich</td><td>364525</td><td>Technisch kwaliteitsniveau</td></tr><tr><td>Triethylamine</td><td>Sigma Aldrich</td><td>471283</td><td>-</td></tr><tr><td>Cadmiumoxide</td><td>Alfa Aesar</td><td>33235</td><td>-</td></tr><tr><td>Hexadecylamine</td><td>Alfa Aesar</td><td>B22459</td><td>Technisch kwaliteitsniveau</td></tr><tr><td>1-Dodecylfosfonzuur</td><td>Alfa Aesar</td><td>H26259</td><td>-</td></tr><tr><td>Selenpoeder</td><td>Acros</td><td>19807</td><td>-</td></tr><tr><td>Chloroform</td><td>Sigma Aldrich</td><td>366919</td><td>-</td></tr><tr><td>n-Hexaan</td><td>Sigma Aldrich</td><td>208752</td><td>-</td></tr><tr><td>Microscoopglazen</td><td>VWR</td><td>631-0137</td><td>Dikt No. 1</td></tr></tbody></table>

uitgebreide analyse van de samenstelling van nanodeeltjes-polymeer composites met behulp van direct fluorescence imaging

Advanced Compositional Analysis of Nanoparticle-polymer Composites Using Direct Fluorescence Imaging

De fabricage van polymeer-nanodeeltje composieten is uiterst belangrijk in de ontwikkeling van veel functionele materialen. Het identificeren van de precieze samenstelling van deze materialen is essentieel, vooral bij het ontwerpen van oppervlaktekatalysatoren, waar de oppervlakteconcentratie van het actieve component de activiteit van het materiaal bepaalt. Antimicrobiële materialen die nanodeeltjes gebruiken, zijn een bijzonder focus van deze technologie. Recent is zwellingscapsulering opgekomen als een techniek om antimicrobiële nanodeeltjes in een gastheerpolymeermatrix te plaatsen. Zwellingscapsulering biedt het voordeel van het lokaliseren van de incorporatie naar de externe oppervlakken van materialen, die als actieve sites van deze materialen fungeren. Echter, het kwantificeren van deze nanodeeltje-opname is een uitdaging. Eerdere studies onderzoeken de link tussen antimicrobiële activiteit en oppervlakteconcentratie van het actieve component, maar dit wordt niet direct gevisualiseerd. Hier laten we een betrouwbare methode zien om de incorporatie van nanodeeltjes in een polymeergastheermatrix te monitoren via zwellingscapsulering. We tonen aan dat de oppervlakteconcentratie van CdSe/ZnS nanodeeltjes nauwkeurig gevisualiseerd kan worden door middel van dwarsdoorsnede fluorescentiebeeldvorming. Met behulp van deze methode kunnen we de opname van nanodeeltjes via zwellingscapsulering kwantificeren en de oppervlakteconcentratie van gecapsuleerde deeltjes meten, wat cruciaal is voor het optimaliseren van de activiteit van functionele materialen.

De kwantumdots vertoonde rode fluorescentie met een lambda max van ongeveer 600 nm. 22,28 De rode emissie veroorzaakt door de opsluiting van de exciton door het kwantum stang waarvan de afmetingen liggen binnen de volledige opsluiting regime. Li et al. Toonden aan dat quantum staven, de emissie verschuift naar lagere energie met een toename in zowel de breedte of lengte van de staaf. Zij toonden verder dat de emissie voornamelijk bepaald door de laterale begrenzing, d...

Hier presenteren we een betrouwbare methode om de incorporatie van nanodeeltjes in een polymeer gastheermatrix te monitoren via zwellingscapsulering. We laten zien dat de oppervlakteconcentratie van cadmiumselenide kwantumdots nauwkeurig kan worden gevisualiseerd door middel van dwarsdoorsnede fluorescentiebeeldvorming.

Uitgebreide analyse van de samenstelling van nanodeeltjes-polymeer Composites Met behulp van Direct Fluorescence Imaging

The fabrication of polymer-nanoparticle composites is extremely important in the development of many functional materials. Identifying the precise ...

Het algemene doel van deze analysetechniek is het verkrijgen van inzicht in de incorporatie van nanodeeltjes in polymeermatrices. Directe beeldvorming van deeltjes maakt een schatting mogelijk van lokale concentraties en algemene assimilatiesnelheden. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen in de materiaalkunde, waaronder nanochemie, conceptueel materiaalontwerp en katalyse.Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat de incorporatie van nanopartikulaire materialen direct wordt afgebeeld, waardoor de verkregen informatie niet met enige andere eenvoudige methode kan worden behaald. De procedure wordt gedemonstreerd door Dr. Sacha Noimark, Dr. Joe Bear en Dr. William Peveler, postdocs uit het laboratorium van Professor Parkin aan de UCL.Begin deze procedure met de preparatie van de cadmiumselenide-kernen, zoals beschreven in het tekstprotocol. Voeg zinkdiethyldithiocarbamaat, 1-octadeceen, oleylamine, trioctylfosfine en de kernen in hexaan toe aan een rondbodemkolf van 100 milliliter. Voeg een roerstaaf toe en vervang de reactieatmosfeer door stikstof.Verhit de reactie op een warmteplaatroerder met een snelheid van 3,3 graden Celsius per minuut onder gedeeltig vacuüm tot 70 graden Celsius, terwijl het hexaan wordt verwijderd met de Schlenk-lijn. Schakel de atmosfeer over naar stikstof en blijf met deze snelheid verhitten tot 120 graden Celsius. Roer twee uur lang bij 120 graden Celsius.Laat de reactie afkoelen en verdeel het mengsel over twee centrifugeerbuisjes van 15 milliliter. Injecteer chloroform in het monster voordat de oplossing in de buisjes wordt gegoten. Zorg ervoor dat de buisjes tot 50 milliliter worden aangevuld met ethanol om de deeltjes te laten neerslaan en centrifugeer gedurende 10 minuten bij 3600 ×g.Verwijder het supernatant en resuspendeer de pellets in een totaal volume van 10 milliliters n-Hexaan. Centrifugeer de oplossing nogmaals om onoplosbare onzuiverheden te verwijderen voordat de vloeistof wordt overgegoten in een monsterbuis. Bewaar bij vier graden Celsius onder een stikstofatmosfeer voor maximaal drie maanden.Bereid voor de bereiding van de zwellingsoplossing een voorraadoplossing van cadmiumselenide-quantumdots door 36 milliliters n-hexaan te mengen met vier milliliters van de gesynthetiseerde cadmiumselenide-quantumdotdispersie. Roer de oplossing magnetisch. Zet twee vials apart, elk met negen milliliters van de voorraadoplossing, om te gebruiken als zwellingsoplossingen.Gebruik het restant van de stamoplossing voor de bereiding van verdere zwellingoplossingen met verschillende quantum dot-concentraties. Bereid drie zwellingoplossingen met een afnemende quantum dot-concentratie door de stamoplossing te verdunnen tot een 66%-oplossing, een 50%-oplossing en een 33%-oplossing, zoals gedetailleerd in het tekstprotocol. Bewaar alle quantum dot-oplossingen in het donker bij kamertemperatuur.Snijd vervolgens vier vierkantjes van medische siliconen uit met een nieuw scalpellamaatje. Dompel een siliconen vierkantje onder in elk van de vier zwelling-oplossingen met variërende concentraties quantum dots: stamoplossing, 66%, 50% en 33%. Nadat de polymeermonsters gedurende 24 uur bij kamertemperatuur en in het donker zijn opgezwollen, worden de gezwollen polymeermonsters uit de respectieve zwelling-oplossingen gehaald. Laat de monsters 48 uur in het donker aan de lucht drogen, waarbij het resterende oplosmiddel verdampt en de polymeren terugkrimpen naar hun oorspronkelijke afmetingen.Was vervolgens de monsters met geïncorporeerde quantum dots grondig met gedeïoniseerd water om alle aan het oppervlak gebonden materialen te verwijderen. Bereid daarna vier aanvullende vierkanten van medische siliconen voor. Dompel deze onder in de stock-zwellingoplossing voor verschillende tijdsperioden: één uur, drie uur, zes uur en 24 uur.Na verwijdering uit de zwelling-oplossing worden de gezwollen polymeer-monsters 48 uur in het donker aan de lucht gedroogd, zodat het monster terugkrimpt naar zijn oorspronkelijke afmetingen. Was de monsters waarin quantum dots zijn geïntegreerd grondig met gedeïoniseerd water om eventuele aan het oppervlak gebonden materialen of resterend oplosmiddel te verwijderen. Snijd twee vierkantjes van zwel-krimp-silicone uit met een nieuw scalpelmesje.Zorg ervoor dat hiermee het interne oppervlak van de siliconenmonsters wordt blootgesteld. Plaats de siliconenmonsters op een objectglas voor beeldvorming. Zorg ervoor dat de vers gesneden zijde van het polymeer volledig contact maakt met het objectglas.Druk het siliconen gedeelte voorzichtig aan om een glad contact met het microscoopglasplaatje te garanderen voordat de levensduurfluorescentiemetingen worden voltooid, zoals beschreven in het tekstprotocol. Plaats vervolgens het monster op de tafel van de microscoop. Om de levensduurfluorescentiemetingen uit te voeren, koppelt u de laseroutput direct aan een akoestisch-optisch instelbaar filtersysteem om de 488 nanometer laserlijn te genereren.Focus de laserstraal met behulp van een op maat gemaakte laser-scaneenheid, die via een dichroïsche spiegel wordt gereflecteerd naar de achteropening van een 10X objectief en vervolgens naar het monster. Raadpleeg het tekstprotocol voor instructies over het uitvoeren van metingen en het verwerken van gegevens. Gekoelde quantum dots worden gekarakteriseerd met photoluminescentie-spectroscopie om de emissie-, excitatiespectra en de totale quantumopbrengst te meten.De zwelling-ingekapselde quantum dots zijn sterk fotoluminescent, waardoor de helderheid indicatief is voor een succesvolle zwelling-inkapseling. Dwarsdoorsneden van het polymeer kunnen in de fluorescentiemicroscoop worden geplaatst om de graad van zwelling-inkapseling te meten. Zodra deze techniek beheerst is, kan deze bij correcte uitvoering in ongeveer 15 minuten worden voltooid voor zwelling-ingekapselde monsters.Bij het uitvoeren van de procedure is het belangrijk om erop te letten dat het mes dat wordt gebruikt voor het snijden van de polymeermonsters niet is verontreinigd en relatief scherp is, aangezien inconsistenties in deze fase artefacten in de fluorescentiebeelden kunnen introduceren. Na deze procedure kunnen andere methoden, zoals energiedispersieve röntgenspectroscopie in aanvulling op functionele tests, worden uitgevoerd om de inkapselingshoeveelheid of oppervlakteconcentratie verder te bepalen. Na de ontwikkeling heeft deze techniek de weg vrijgemaakt voor onderzoekers in het veld van de materiaalkunde om het ontwerp van nanodeeltjescomposieten te verkennen met behulp van een scala aan gastmatrices.Vergeet niet dat het werken met cadmiumselenide uiterst gevaarlijk kan zijn en dat er altijd voorzorgsmaatregelen moeten worden genomen tijdens het uitvoeren van deze procedure, zoals het dragen van geschikte persoonlijke beschermingsmiddelen en het werken in een zuurkast.

advanced-compositional-analysis-nanoparticle-polymer-composites-using

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

We beschrijven een werkwijze voor het lokaliseren van fluorescent gemerkte eiwitten in electronenmicroscoop. Fluorescentie wordt eerst gelokaliseerd met foto-geactiveerde lokalisatie microscopie op ultradunne secties. Deze beelden worden dan uitgelijnd op elektronenmicrofoto's van dezelfde sectie.

Nano-Fem: Eiwit Localization Met behulp van foto-geactiveerde Localization Microscopie en Electron Microscopy

Een protocol voor de nanodeeltjes tracking analyse (NTA) en high-throughput flowcytometrie om polymere genafgifte nanodeeltjes evalueren beschreven. NTA wordt gebruikt om de nanodeeltjes deeltjesgrootteverdeling en het plasmide per deeltjesverdeling karakteriseren. High-throughput flowcytometrie in staat stelt kwantitatieve transfectie efficiëntie evaluatie voor een bibliotheek van gen delivery biomaterialen.

Evaluatie van polymere Gene Delivery Nanodeeltjes door Nanodeeltje Tracking Analyse en High-throughput Flow cytometrie

Confocale microscopie wordt gebruikt om beelden rustige en vloeiende colloïd-polymeer mengsels die worden bestudeerd als modelsystemen voor aantrekkelijke schorsingen. Beeldanalyse algoritmen worden gebruikt om structurele en dynamische parameters voor de colloïdale deeltjes die veranderingen vanwege geometrische opsluiting meten berekenen.

Confocale beeldvorming van Confined Quiescent en Vloeiende colloïd-polymeermengsels

Er wordt een protocol gepresenteerd voor de synthese en bereiding van nanodeeltjes bestaande uit elektroactieve polymeren.

Elektroactieve Polymer Nanodeeltjes Exposeren Fotothermisch Properties

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

Beschrijven we een procedure voor de opsporing van chemische elementen aanwezig in situ in menselijke cellen, alsmede hun kwantificering in vitro . De methode is geschikt voor elk celtype en is vooral nuttig voor de kwantitatieve chemische analyses in afzonderlijke cellen na in vitro metaaloxide nanodeeltjes blootstelling.

In Situ Detectie en eencellige kwantificering van metaaloxide nanodeeltjes met behulp van nucleaire Microprobe analyse

Het doel van dit protocol is om een bewezen aanpak voor de bereiding van plasmonic nanodeeltjes monsters en voor het uitvoeren van enkele deeltjes spectroscopie op hen met differentiële interferentie contrast (DIC) microscopie detail.

Het uitvoeren van de spectroscopie op Plasmonic nanodeeltjes met transmissie-gebaseerde Nomarski-type differentiële interferentie contrast microscopie

Geautomatiseerde assays met behulp van multi-well microplaten zijn voordelige benaderingen voor het identificeren van pathway-regulatoren door de beoordeling van een groot aantal omstandigheden in één experiment mogelijk te maken. Hier hebben we het gevestigde macropinosoombeeldvormings- en kwantificeringsprotocol aangepast aan een 96-well microplaatformaat en bieden we een uitgebreid overzicht voor automatisering met behulp van een multi-mode plaatlezer.

Geautomatiseerde beeldvorming en analyse voor de kwantificering van fluorescerend gelabelde macropinosomen

Dit artikel presenteert de integratie van een spectrale focusmodule en een dual-output pulslaser, waardoor snelle hyperspectrale beeldvorming van gouden nanodeeltjes en kankercellen mogelijk wordt. Dit werk is bedoeld om de details van multimodale niet-lineaire optische technieken te demonstreren op een standaard laserscanmicroscoop.

Biomoleculaire beeldvorming van cellulaire opname van nanodeeltjes met behulp van multimodale niet-lineaire optische microscopie

Dit protocol beschrijft de toepassing van atoomkrachtmicroscopie en infraroodspectroscopie op nanoschaal om de prestaties van fotothermische infraroodspectroscopie op nanoschaal te evalueren bij de karakterisering van driedimensionale multipolymere monsters.

Vooruitgang in infraroodspectroscopie op nanoschaal om meerfasige polymere systemen te onderzoeken

Hier presenteren we een protocol met een optisch transparant en vlak substraat voor het gestroomlijnd afvangen en analyseren van verontreinigende deeltjes in drinkwater. Hier wordt de Silicon Nanomembrane Analysis Pipeline (SNAP) gepresenteerd: een flexibele pijplijn voor het vastleggen, kwantificeren en identificeren van deeltjes in vloeibare media.

Multimodale analyse van microplastics in drinkwater met behulp van een pijplijn voor siliciumnanomembraananalyse

Leer een betrouwbare methode voor directe fluorescentiebeeldvorming van cadmiumselenide quantum dots in polymere matrices. Deze techniek maakt nauwkeurige schatting van lokale concentraties en assimilatiesnelheden mogelijk voor materialenchemie.

Uitgebreide analyse van de samenstelling van nanodeeltjes-polymeer Composites Met behulp van Direct Fluorescence Imaging

Meer video's verkennen