Name: Facile Synthese van Worm-micellen door het zichtbare licht Mediated Dispersion polymerisatie onder toepassing van Photoredox Catalyst (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-06-08T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 39 s
Description: Leer de eenvoudige synthese van wormachtige micellen door zichtbaar licht-gemedieerde dispersiepolymerisatie. Deze methode produceert reproduceerbare nanopartikelen met toepassingen in nanogeneeskunde en medicijnafgifte.

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

CB is dankbaar voor zijn Future Fellowship van de Australian Research Council (ARC-FT12010096) en UNSW Australia.

1. Synthese en karakterisering van POEGMA Macro-CTA <ol><li> Oligo (ethyleen glycol) methyl ether methacrylaat (OEGMA) (12 g, 4 x 10 -2 mol), 4-cyaan-4- (phenylcarbonothioylthio) pentaanzuur (CPADB) (0,224 g, 8 x 10 -4 mol) toe, 2,2&#39;-azobis (2-methylpropionitril) (AIBN) (16,4 mg, 0,1 mmol) en 50 ml acetonitril (MeCN) in een 100 ml rondbodemkolf. </li><li> De erlenmeyer met geschikte afmetingen rubber septum en staaldraad en laat de kolf kamertemperatuur tot &lt;4 ° C in een ijs-waterbad. </li><li> Deoxygenate de kolf gedurende 30 min door stikstof direct in het reactiemengsel door een 21 G naald (0,8 mm x 120 mm) met een tweede 21 G naald (0,8 mm x 38 mm) fungeren als ontluchting. </li><li> Plaats de kolf in een oliebad bij 70 ° C gedurende 5,5 uur voor het afschrikken de polymerisatie door onderdompeling in een ijs-waterbad en de inhoud bloot te stellen aan lucht. </li><li> Verwijder de MeCN door roeren onder acontinue persluchtstroom en opnieuw los het ruwe mengsel in ~ 40 ml tetrahydrofuran (THF). </li><li> Voeg de inhoud van de kolf druppelsgewijs aan 400 ml van een snel geroerd mengsel van aardoliefracties (kookpunt 40-60 ° C) en diethylether (70:30, v / v) en blijf roeren totdat het supernatant niet meer troebel. Noot: koelen in een ijsbad kan worden gebruikt om het neerslaan te versnellen. </li><li> Decanteer het supernatant en weer los het residu op in polymeer ~ 40 ml THF. </li><li> Herhaal de precipitatie werkwijze (stappen 1,5-1,7) ten minste twee keer om volledige verwijdering van het resterende monomeer OEGMA waarborgen. Verwijder het oplosmiddel uit de gezuiverde POEGMA macro-CTA enerzijds door roeren onder een continue stroom van perslucht en drogen in een vacuümoven (20 ° C, 10 mbar) gedurende 4 uur. </li><li> Bepaal het aantalgemiddelde molecuulgewicht van het POEGMA macro-CTA Nuclear Magnetic Resonance (NMR) (Mn, NMR) onder toepassing van een eerder beschreven werkwijze <sup&gt; 15. Middels gelpermeatiechromatografie 15 (GPC) (dimethylaceetamide als mobiele fase en geschikt voor ijkingsdoeleinden) bepaal het poly- dispersiteit (D). Let op: Het gebruik van de bovenstaande synthese (stappen 1,1-1,8) moet een POEGMA macro-CTA met Mn, NMR = 9.000, en Ð &lt;1,15 opleveren. Als het molecuulgewicht (en dispersiteit) van de gesynthetiseerde POEGMA macro-CTA verschilt van de synthese hier gepresenteerde (tussen 7000 - 1000 g / mol), de vorming van wormachtige micellen (zoals aangegeven door in situ gelering) nog altijd mogelijk via de daaropvolgende PISA methodiek gepresenteerd in (deel 2), zij het in een iets gewijzigde reactietijd. </li></ol> 2. Voorbereiding van POEGMA- b -PBzMA nanodeeltjes door middel van PISA <ol><li> Maak een 1 mg / ml voorraadoplossing van Ru (bpy) 3 Cl 2. 6H 2 O in ethanol (EtOH). Bewaar de voorraadoplossing in de koelkast om oplosmiddelverdamping te minimaliseren. </li><li> Sluit een Pasteur pipet met een kleine prop watten met behulp van een tweede pipet te helpen inpakken het strak. Pour basisch aluminiumoxide in de pipet met watten prop op een kolom van ongeveer 5 cm te geven. Verwijder de monomethylether hydrochinon inhibitor commerciële BzMA door het passeren ~ 3 ml BzMA door de kolom en het verzamelen van de deinhibited BzMA eluent. </li><li> Voeg POEGMA macroCTA (~ 9000 g / mol, 76,9 mg, 8,5 x 10 -6 mol)., Deinhibited BzMA (0,301 g, 1,71 x 10 -3 mol), Ru (bpy) 3 2 Cl 6H 2 O (128 ug, 1,71 x 10 -7 mol, 128 ui van een 1 mg / ml voorraadoplossing in ethanol), 0,383 ml MeCN en 1,402 ml EtOH (1,913 ml totaal oplosmiddel 80 gew%, 20 v / v% MeCN) een 4 ml glazen flesje . </li><li> Voer de deoxygenatie procedure zoals beschreven in stappen 1.2-1.3. </li><li> Plaats de flacon in een 2000 ml bekerglas (figuur 2) bekleed met blauwe LED-strips (λ max = 460nm, 0,7 mW / cm 2) en bestralen bij kamertemperatuur onder magnetisch roeren. Controleer de reactieflacon gewoonlijk na 20 uur en verwijderen uit de reactor als de hoge viscositeit oplossing vormt een vrijstaande gel bij het ​​flesje omgekeerd (Figuur 3). Opmerking: De totale tijd om een ​​vrijstaande gel verkregen moet ongeveer 24 h blauw licht bestraling met de hier gepresenteerde omstandigheden. Kleine verschillen in het licht bestraling reactoren (fysieke afmetingen, intensiteit, etc.) kunnen enigszins andere omstandigheden (met name reactietijd) nodig hebben om de in situ vorming van wormachtige micellen bereiken. </li><li> Na het verwijderen uit de reactor, doven de polymerisatie bij blootstellen van de gel nanodeeltjes lucht gedurende enkele minuten en opslaan van de gesloten injectieflacon rechtop in het donker. </li></ol> 3. transmissie-elektronenmicroscopie (TEM) beeldvorming van nanodeeltjes morfologie <ol><li> Leg ongeveer 40 mg van het ruwe nanopaArtikel gel (uit paragraaf 2) in een 4 ml glazen flacon. </li><li> Continu roeren de nanodeeltjes onder toepassing van een vortex mixer en voeg 4 ml EtOH druppelsgewijs in een periode van tenminste 5 min. De gel moet een vrijstromend oplossing tijdens de oplosmiddeladditievormen geworden. Opmerking: Als de gel te snel of onvoldoende geroerd verdund met EtOH, wat precipitatie van nanodeeltjes optreden. Zie stap 3.3. </li><li> Verwijder eventuele macroscopische aggregaten uit het verdunde nanodeeltjes door te filteren door glaswol. </li><li> Voer TEM beeldvorming (met uranyl acetaat kleuring) van het verdunde monster volgens een eerder beschreven procedure. 15 </li></ol>

<ol><li>Yu, Y., Eisenberg, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Control+of+Morphology+through+Polymer%E2%88%92Solvent+Interactions+in+Crew-Cut+Aggregates+of+Amphiphilic+Block+Copolymers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Control of Morphology through Polymer−Solvent Interactions in Crew-Cut Aggregates of Amphiphilic Block Copolymers.</a> J. Am. Chem. Soc. 119 (35), 8383-8384 (1997).</li>
<li>Zhang, L., Eisenberg, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermodynamic+vs+Kinetic+Aspects+in+the+Formation+and+Morphological+Transitions+of+Crew-Cut+Aggregates+Produced+by+Self-Assembly+of+Polystyrene-b-poly%28acrylic+acid%29+Block+Copolymers+in+Dilute+Solution%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Thermodynamic vs Kinetic Aspects in the Formation and Morphological Transitions of Crew-Cut Aggregates Produced by Self-Assembly of Polystyrene-b-poly(acrylic acid) Block Copolymers in Dilute Solution.</a> Macromolecules. 32 (7), 2239-2249 (1999).</li>
<li>Zhang, L., Eisenberg, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multiple+Morphologies+of+%27Crew-Cut%27+Aggregates+of+Polystyrene-b-poly%28acrylic+acid%29+Block+Copolymers%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Multiple Morphologies of 'Crew-Cut' Aggregates of Polystyrene-b-poly(acrylic acid) Block Copolymers.</a> Science. 268 (5218), 1728-1731 (1995).</li>
<li>Yu, K., Zhang, L., Eisenberg, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+Morphologies+of+%26%2334%3BCrew-Cut%26%2334%3B+Aggregates+of+Amphiphilic+Diblock+Copolymers+in+Dilute+Solution%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Novel Morphologies of &#34;Crew-Cut&#34; Aggregates of Amphiphilic Diblock Copolymers in Dilute Solution.</a> Langmuir. 12 (25), 5980-5984 (1996).</li>
<li>Blanazs, A., Ryan, A. J., Armes, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Predictive+Phase+Diagrams+for+RAFT+Aqueous+Dispersion+Polymerization%3A+Effect+of+Block+Copolymer+Composition%2C+Molecular+Weight%2C+and+Copolymer+Concentration%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Predictive Phase Diagrams for RAFT Aqueous Dispersion Polymerization: Effect of Block Copolymer Composition, Molecular Weight, and Copolymer Concentration.</a> Macromolecules. 45 (12), 5099-5107 (2012).</li>
<li>Ladmiral, V., Semsarilar, M., Canton, I., Armes, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymerization-induced+self-assembly+of+galactose-functionalized+biocompatible+diblock+copolymers+for+intracellular+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Polymerization-induced self-assembly of galactose-functionalized biocompatible diblock copolymers for intracellular delivery.</a> J. Am. Chem. Soc. 135 (36), 13574-13581 (2013).</li>
<li>Sugihara, S., Blanazs, A., Armes, S. P., Ryan, A. J., Lewis, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aqueous+Dispersion+Polymerization%3A+A+New+Paradigm+for+in+Situ+Block+Copolymer+Self-Assembly+in+Concentrated+Solution%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Aqueous Dispersion Polymerization: A New Paradigm for in Situ Block Copolymer Self-Assembly in Concentrated Solution.</a> J. Am. Chem. Soc. 133 (39), 15707-15713 (2011).</li>
<li>Wan, W. M., Hong, C. Y., Pan, C. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((One-pot+synthesis+of+nanomaterials+via+RAFT+polymerization+induced+self-assembly+and+morphology+transition%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Comm%22%5BJournal%5D)">One-pot synthesis of nanomaterials via RAFT polymerization induced self-assembly and morphology transition.</a> Chem. Comm. (39), 5883-5885 (2009).</li>
<li>Semsarilar, M., Jones, E. R., Blanazs, A., Armes, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficient+Synthesis+of+Sterically-Stabilized+Nano-Objects+via+RAFT+Dispersion+Polymerization+of+Benzyl+Methacrylate+in+Alcoholic+Media%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Efficient Synthesis of Sterically-Stabilized Nano-Objects via RAFT Dispersion Polymerization of Benzyl Methacrylate in Alcoholic Media.</a> Adv. Mater. 24 (25), 3378-3382 (2012).</li>
<li>Karagoz, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymerization-Induced+Self-Assembly+%28PISA%29+-+control+over+the+morphology+of+nanoparticles+for+drug+delivery+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Polym.+Chem%22%5BJournal%5D)">Polymerization-Induced Self-Assembly (PISA) - control over the morphology of nanoparticles for drug delivery applications.</a> Polym. Chem. 5 (2), 350-355 (2014).</li>
<li>Geng, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shape+effects+of+filaments+versus+spherical+particles+in+flow+and+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Nano%22%5BJournal%5D)">Shape effects of filaments versus spherical particles in flow and drug delivery.</a> Nat Nano. 2 (4), 249-255 (2007).</li>
<li>Blanazs, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sterilizable+gels+from+thermoresponsive+block+copolymer+worms%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Sterilizable gels from thermoresponsive block copolymer worms.</a> J. Am. Chem. Soc. 134 (23), 9741-9748 (2012).</li>
<li>Pei, Y., Thurairajah, L., Sugita, O. R., Lowe, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((RAFT+Dispersion+Polymerization+in+Nonpolar+Media%3A+Polymerization+of+3-Phenylpropyl+Methacrylate+in+n-Tetradecane+with+Poly%28stearyl+methacrylate%29+Homopolymers+as+Macro+Chain+Transfer+Agents%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">RAFT Dispersion Polymerization in Nonpolar Media: Polymerization of 3-Phenylpropyl Methacrylate in n-Tetradecane with Poly(stearyl methacrylate) Homopolymers as Macro Chain Transfer Agents.</a> Macromolecules. 48 (1), 236-244 (2015).</li>
<li>Fielding, L. A., Lane, J. A., Derry, M. J., Mykhaylyk, O. O., Armes, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermo-responsive+Diblock+Copolymer+Worm+Gels+in+Non-polar+Solvents%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Thermo-responsive Diblock Copolymer Worm Gels in Non-polar Solvents.</a> J. Am. Chem. Soc. 136 (15), 5790-5798 (2014).</li>
<li>Yeow, J., Xu, J., Boyer, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymerization-Induced+Self-Assembly+Using+Visible+Light+Mediated+Photoinduced+Electron+Transfer-Reversible+Addition-Fragmentation+Chain+Transfer+Polymerization%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Macro+Lett%22%5BJournal%5D)">Polymerization-Induced Self-Assembly Using Visible Light Mediated Photoinduced Electron Transfer-Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Polymerization.</a> ACS Macro Lett. 4 (9), 984-990 (2015).</li>
<li>Xu, J., Jung, K., Corrigan, N. A., Boyer, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aqueous+photoinduced+living%2Fcontrolled+polymerization%3A+tailoring+for+bioconjugation%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Sci%22%5BJournal%5D)">Aqueous photoinduced living/controlled polymerization: tailoring for bioconjugation.</a> Chem. Sci. 5 (9), 3568-3575 (2014).</li>
<li>Pei, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((RAFT+dispersion+polymerization+of+3-phenylpropyl+methacrylate+with+poly%5B2-%28dimethylamino%29ethyl+methacrylate%5D+macro-CTAs+in+ethanol+and+associated+thermoreversible+polymorphism%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">RAFT dispersion polymerization of 3-phenylpropyl methacrylate with poly[2-(dimethylamino)ethyl methacrylate] macro-CTAs in ethanol and associated thermoreversible polymorphism.</a> Soft Matter. 10 (31), 5787-5796 (2014).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Deze gevisualiseerd protocol toont het vermogen om de vorming van micellen wormachtige controleren simpelweg door naar het begin van gel-achtig gedrag. De bruikbaarheid van deze aanpak ligt in het vermogen om de vorming worm tijdens de polymerisatie te controleren in vergelijking met andere methoden. Deze procedure kan worden uitgevoerd onder toepassing van een tweestaps polymerisatie van twee commercieel verkrijgbare monomeren (OEGMA en BzMA) zelf-geassembleerde POEGMA- b -PBzMA amfifiele diblokcopolymeren ver...

De synthese van sferische (en andere) nanodeeltjes morfologieën Traditioneel wordt bewerkstelligd met behulp van een meerstaps zelfassemblage procedure begint met de synthese en zuivering van welbepaalde amfifiele diblokcopolymeren (of multiblok) copolymeren. Een van de meest voorkomende zelfassemblage technieken werd populair door Eisenberg in de jaren 1990 en omvat het oplossen van het amfifiele blokcopolymeer in een gemeenschappelijk oplosmiddel voor beide polymeerblokken gevolgd door de langzame toevoeging van een oplosmiddel dat selectief is voor één van de blokken 1-3 . Het selectieve oplosmiddel (meestal water) wordt toegevoegd, het blokcopolymeer ondergaat zelfassemblage polymere nanodeeltjes. De uiteindelijke morfologie (of mengsels van morfologieën) van de nanodeeltjes worden bepaald door een groot aantal factoren, zoals de relatieve lengtes van elk polymeerblok, snelheid van watertoevoeging en de aard van de gemeenschappelijke solvent. Deze benadering algemeen alleen maakt de productie van nanoparkelen bij relatief lage vastestofgehalte (minder dan 1 gew%) en dus beperkt de praktische schaalbaarheid 4. Bovendien kan de reproduceerbare vorming van &quot;intermediaire&quot; fasen zoals wormachtige micellen moeilijk zijn gezien de beperkte serie benodigd bij deze sferische morfologie 5 te stabiliseren. De polymerisatie-geïnduceerde zelfassemblage (PISA) aanpak heeft gedeeltelijk de nadelen van de Eisenberg benadering door gebruikmaking van de polymerisatiewerkwijze zelf zelfassemblage rijden in situ waardoor nanodeeltjes synthese bij veel hogere vaste stofgehalte (kenmerkend 10-30 gew%) 6 -8. In een typische PISA benadering wordt een levende polymerisatie proces waarmee ketenverlenging oplosmiddel oplosbare macro-initiator (of macro-CTA) met een monomeer die aanvankelijk oplosbaar is in het reactiemedium, maar vormt een onoplosbaar polymeer. De PISA benadering is gebruikt om wormachtige micellen synthetiseren systematisch testen van een aantal ex<html> perimental parameters en met behulp van gedetailleerde fasediagrammen als een synthetisch &quot;roadmap&quot; 5,9. Ondanks hun moeilijke synthese, is er grote belangstelling wormachtige nanodeeltjes vanwege hun interessante eigenschappen ten opzichte van hun tegenhangers bolvormig. Zo hebben we aangetoond dat geneesmiddel beladen korte en lange wormachtige micellen gesynthetiseerd onder toepassing van een aanpak PISA significant hoger in vitro cytotoxiciteit vergeleken met sferische micellen of vesicles 10. Anderen hebben een correlatie tussen nanodeeltje aspect ratio en de bloedcirculatie tijd getoond in in vivo modellen 11. Anderen hebben aangetoond dat de synthese van wormachtige nanodeeltjes met een geschikt PISA methodologie levert een macroscopische gel door nanoschaal verstrengeling van de nanodeeltjes filamenten. Deze gels hebben potentieel als steriliseerbaar gels vanwege hun thermoreversibele sol-gel gedrag 12 getoond. NHOUD &quot;&gt; Dit protocol beschrijft een werkwijze mogelijkheid van het in situ bewaking van de vorming van wormachtige micellen door simpelweg observeren van de oplossingsviscositeit tijdens de polymerisatie. Eerdere studies soortgelijke wormachtige micellaire gels hebben aangetoond dat boven een kritische temperatuur, deze nanodeeltjes ondergaan omkeerbare worm bol overgang en vormen zo vrijvloeiend dispersies bij verhoogde temperaturen. tot op heden zijn deze systemen een thermisch gevoelige azoverbinding de gecontroleerde polymerisatie 13,14 en dus geleren niet onmiddellijk kunnen worden waargenomen in deze systemen gebruikt leiden tijdens de thermische polymerisatie. uit deze studies werd verondersteld dat PISA synthese verkregen nanodeeltjes bij lagere temperaturen mogelijk maken waarnemingen van deze geleringsgedrag in situ. Meldde onlangs we het gebruik van een gemakkelijke kamertemperatuur fotopolymerisatie techniek om de PISA proces om nanodeeltjes verkregen mediërenverschillende morfologieën 15. Hier wordt een gevisualiseerd gepresenteerde protocol voor de reproduceerbare synthese van wormachtige micellen en houdt de oplossingsviscositeit gedrag tijdens de polymerisatie. De dispersiepolymerisatie direct plaatsheeft gebruikmaking van commercieel verkrijgbare lichtdiodes (LEDs) (λ = 460 nm, 0,7 mW / cm 2).

<table><tbody><tr><td>4-Cyano-4- (phenylcarbonothioylthio)pentanoic acid (CPADB)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>722995-5G</td><td></td></tr><tr><td>Oligo(ethylene glycol) methyl ether methacrylate (OEGMA)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>447935-500ML</td><td>Gemiddelde Mn 300, bevat 100&nbsp;ppm MEHQ als remmer, 300&nbsp;ppm BHT als remmer</td></tr><tr><td>2,2'-Azobis(2-methylpropionitrile) (AIBN)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ru(bpy)3Cl2.6H2O</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>544981-1G</td><td></td></tr><tr><td>Benzyl methacrylate (BzMA)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>409448-1L</td><td>Bevat monomethylether hydrochinon als remmer</td></tr><tr><td>Aluminium oxide (basic)</td><td>Chem-Supply Pty Ltd Australia</td><td>AL08371000</td><td></td></tr><tr><td>95% Ethanol (EtOH)</td><td>Sucrogen Bio Ethanol</td><td>80889</td><td></td></tr><tr><td>Acetonitrile (MeCN)</td><td>Chem-Supply Pty Ltd Australia</td><td>RP1005-G2.5L</td><td></td></tr><tr><td>Tetrahydrofuran (THF)</td><td>Chem-Supply Pty Ltd Australia</td><td>TA011-2.5L</td><td></td></tr><tr><td>Petroleum Spirits (40-60&nbsp;°C)</td><td>Chem-Supply Pty Ltd Australia</td><td>PA044-2.5L</td><td></td></tr><tr><td>Diethyl Ether</td><td>Chem-Supply Pty Ltd Australia</td><td>EA0362.5L</td><td></td></tr><tr><td>Dimethylacetamide (DMAc)</td><td>VWR International Australia</td><td>ALFA22916.M1</td><td>Voor GPC-analyse</td></tr><tr><td>Pasteur pipetten (230&nbsp;mm)</td><td>Labtek</td><td>355.050.503</td><td></td></tr><tr><td>Glazen bekers</td><td>Labtek</td><td>025.01.902 (2L)/ 2110654 (1L)</td><td>2&nbsp;L beker is voor het bevestigen van LED-strips om de cirkelvormige reactor te vormen</td></tr><tr><td>Commerciële LED-strip</td><td>EcoLab</td><td>n/a</td><td>&lambda; = 460 nm, 4.8 W/m</td></tr><tr><td>4 ml glazen vials</td><td>Labtek</td><td>APC502214B</td><td></td></tr><tr><td>0.9 ml Quartz Cuvet</td><td>Starna Scientific Ltd</td><td>21/Q/2</td><td></td></tr><tr><td>Naald (0.8 mm x 38&nbsp;mm)</td><td>Beckton Dickson</td><td>302017</td><td>Voor deoxygenating reacties</td></tr><tr><td>Naald (0.8 mm x 120&nbsp;mm)</td><td>B Braun Australia</td><td>4665643</td><td>Voor deoxygenating reacties</td></tr><tr><td>Hulsluiting met septum (rubber septum)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>z564680/z564702</td><td></td></tr><tr><td>Roerende hotplates</td><td>VWR International Australia/In Vitro Technologies</td><td>97018-488/RADRR91200</td><td></td></tr><tr><td>Vortexmixer</td><td>VWR International Australia</td><td>412-0098</td><td></td></tr><tr><td>Vacuumoven</td><td>In Vitro Technologies</td><td>MEMVO200</td><td></td></tr></tbody></table>

facile synthese van worm-micellen door het zichtbare licht mediated dispersion polymerisatie onder toepassing van photoredox catalyst

Facile Synthesis of Worm-like Micelles by Visible Light Mediated Dispersion Polymerization Using Photoredox Catalyst

Hier wordt een protocol gepresenteerd voor de eenvoudige synthese van wormachtige micellen door middel van dispersiepolymerisatie onder zichtbaar licht. Deze aanpak begint met de synthese van een hydrofiele poly(oligo(ethyleenglycol)methylethermethacrylaat) (POEGMA) homopolymeer met behulp van reversibele additie-fragmentatiekettingoverdracht (RAFT) polymerisatie. Onder milde zichtbare lichtbestraling (λ = 460 nm, 0.7 mW/cm2), kan dit macro-kettingoverdrachtsmiddel (macro-CTA) in aanwezigheid van een op ruthenium gebaseerde fotoredox-katalysator, Ru(bpy)3Cl2, worden uitgebreid met een tweede monomeer om een goed gedefinieerd blokcopolymeer te vormen in een proces dat bekend staat als Foto-geïnduceerde Elektronenoverdracht RAFT (PET-RAFT). Wanneer PET-RAFT wordt gebruikt om POEGMA met benzylmethacrylaat (BzMA) in ethanol (EtOH) te kettingverlengen, worden polymere nanodeeltjes met verschillende morfologieën in situ gevormd volgens een door polymerisatie geïnduceerde zelfsamenstelling (PISA) mechanisme. Zelfsamenstelling tot nanodeeltjes die POEGMA ketens presenteren in de corona en poly(benzylmethacrylaat) (PBzMA) ketens in de kern, vindt in situ plaats vanwege de groeiende onoplosbaarheid van de PBzMA blok in ethanol. Interessant is dat de vorming van zeer zuivere wormachtige micellen eenvoudig kan worden gemonitord door het begin van een zeer viskeuze gel in situ te observeren als gevolg van nanodeeltjesverstrikking die optreedt tijdens de polymerisatie. Dit proces maakt daardoor een meer reproduceerbare synthese van wormachtige micellen mogelijk door eenvoudig de oplossingsviscositeit te monitoren tijdens het beloop van de polymerisatie. Bovendien kan de lichtstimulatie intermitterend worden toegepast op een AAN/UIT-manier, wat een tijdelijke controle over de nanodeeltjesmorfologie aantoont.

In deze studie wordt tweestaps polymerisatie protocol voor de synthese van wormachtige micellen met een PISA benadering (figuur 1). In de eerste stap wordt de polymerisatie van OEGMA uitgevoerd waarbij een POEGMA macro-CTA die kan worden gebruikt als stabilisator in de volgende polymerisatiestap. De opbrengst polymerisatie PET-VLOT onder dispersie omstandigheden als gevolg van de onoplosbaarheid van PBzMA in ethanol wat uiteindelijk leidt tot de vorming van nanodeeltjes....

Dit artikel beschrijft een proces voor het produceren van zelfgeassembleerde polymere nanodeeltjes met behulp van zichtbare licht gemedieerde dispersiepolymerisatie. Het gebruik van zichtbaar licht met lage energie om de polymerisatie te controleren, maakt de reproduceerbare vorming van zelfgeassembleerde worm-achtige micelles mogelijk bij een hoog vast stofgehalte.

Facile Synthese van Worm-micellen door het zichtbare licht Mediated Dispersion polymerisatie onder toepassing van Photoredox Catalyst

Presented herein is a protocol for the facile synthesis of worm-like micelles by visible light mediated dispersion polymerization. This approach begins ...

Het algemene doel van dit protocol is om de eenvoudige synthese van wormachtige micellen middels polymerisatie gestimuleerd door zichtbaar licht te demonstreren. Deze methode omvat de bereiding van polymere nanodeeltjes, die kunnen worden gebruikt voor uiteenlopende toepassingen zoals nanogeneeskunde. Het belangrijkste voordeel van deze procedure is de productie van wormachtige nanodeeltjes via een tweestaps-procedure. De implicatie van deze techniek reikt tot het veld van geneesmiddelentoediening, aangezien in een aantal studies is aangetoond dat met geneesmiddelen beladen wormachtige nanodeeltjes zorgen voor een verhoogde cellulaire opname.Om deze procedure te starten, voegt u de juiste reagentia toe zoals aangegeven in het tekstprotocol, samen met een magnetische roervis en 50 milliliters acetonitril in een ronde bodemkolf van 100 milliliter. Sluit de kolf af met een rubberen septum van een passende grootte en stalen draad. Koel de kolf vervolgens af tot minder dan vier graden Celsius in een ijswaterbad.Ontzuur vervolgens de kolf gedurende dertig minuten door stikstof direct in het reactiemengsel te borrelen via een naald van 21 gauge, waarbij een tweede naald van 21 gauge als ontluchting dient. Plaats de kolf in een oliebad bij 70 °C gedurende vijf en een halve uur. Zodra de reactie is voltooid, wordt de polymerisatie gestopt door de kolf direct in een ijswaterbad te dompelen en de inhoud bloot te stellen aan lucht.Verwijder vervolgens het acetonnitril door agitatie onder een continue stroom perslucht. Los het ruwe mengsel daarna opnieuw op in ongeveer 40 milliliters tetrahydrofuraan of THF. Voeg nu de inhoud van de kolf druppelgewijs toe aan 400 milliliters van een snel geroerd mengsel van petroleumspiritus en diethyléther en blijf roeren tot de supernatant niet langer troebel is.Zodra de precipitatie voltooid is, wordt het supernatant weggegoten en het polymeerresidu opnieuw opgelost in ongeveer 40 milliliter THF. Herhaal het precipitatieproces nog minstens twee keer om volledige verwijdering van het residuele monomeer te garanderen. Verwijder vervolgens het overtollige oplosmiddel uit het gezuiverde homopolymeer door agitatie onder een continue stroom perslucht, gevolgd door droging in een vacuümoven gedurende vier uur.Bepaal op dit punt het getalgemiddelde molecuulgewicht van het homopolymeer via nucleaire magnetische resonantiespectroscopie, gebruikmakend van een eerder gerapporteerde methode. Bereken de polydispersiteit van het polymeer met behulp van gelpermeatiechromatografie. Indien het molecuulgewicht van het gesynthetiseerde homopolymeer afwijkt van het hier gepresenteerde molecuulgewicht van 9000, kan het nog steeds mogelijk zijn om in de volgende stap een worm-gel te verkrijgen.De reactietijd zal echter variëren. Bereid op dit punt een stockoplossing van 1 mg/mL van de ruthenium-gebaseerde fotoredoxkatalysator in ethanol. Bewaar de stockoplossing in een koelkast om verdamping van het oplosmiddel te minimaliseren.Stop vervolgens een pasteurpipet af met een klein propje watten, waarbij een tweede pipet wordt gebruikt om het stevig aan te drukken. Giet basisch aluminiumoxide in de pipet tot een hoogte van ongeveer vijf centimeter. Verwijder vervolgens de mono methylether hydrochinon-inhibitor in BzMA door ongeveer drie milliliter door de pipet te leiden en het gedeminhibeerde BzMA op te vangen.Voeg het gedéinhibeerde BzMA, het homopolymeer, de ruthenium-katalysator stokoplossing, acetonitril, ethanol en een magnetische roerkolf toe aan een glazen flacon van vier milliliter. Voer vervolgens de deoxygenatieprocedure uit zoals eerder beschreven. Plaats daarna de flacon in een glazen bekerglas van 2000 milliliter dat is bekleed met blauwe LED-strips en bestraal dit bij kamertemperatuur onder magnetisch roeren.Controleer na twintig uur routinematig het reactiebuisje en haal het uit de reactor wanneer de hoogviskeuze oplossing een stabiele gel vormt bij het omkeren van het buisje. Indien uw reactoropstelling afwijkt van de hier getoonde opstelling, zal gelering, wat wijst op de vorming van wormvormige micellen, nog steeds waarneembaar zijn, zij het na een andere reactietijd. Dit zal sterk afhangen van de polymerisatiesnelheid van uw reactor.Nadat het flesje uit de reactor is verwijderd, wordt de polymerisatie gestopt door de nanodeeltjesgel enkele minuten aan de lucht bloot te stellen. Bewaar het gesloten flesje rechtopstaand en in het donker. Voor TEM-beeldvorming wordt ongeveer 40 milligram van de ruwe nanodeeltjesgel in een glazen flesje van vier milliliter geplaatst.Blijf de nanodeeltjesgel roeren met een vortexmixer en voeg druppelsgewijs vier milliliter ethanol toe over een periode van ten minste vijf minuten. Verwijder eventuele macroscopische aggregaten uit het verdunde nanodeeltjesmonster door filtratie door glaswol. Voer tenslotte TEM-beeldvorming uit van het verdunde nanodeeltjesmonster volgens een eerder beschreven procedure.In deze studie wordt een tweestaps polymerisatieprotocol gebruikt voor de synthese van wormvormige micellen met behulp van een PISA-benadering. Tijdens de polymerisatie wordt het aanvankelijk transparante reactiemengsel troebel, in overeenstemming met dispersiepolymerisatie, en gaat het uiteindelijk over in een zeer viskeuze gelachtige toestand, wat duidt op de vorming van wormvormige micellen. Aanwijzingen voor een levende polymerisatie zijn zichtbaar door lage dispersiteiten van het polymeer en een goede correlatie tussen het molecuulgewicht en de monomeerconversie.Daarnaast wijzen gelpermeatiechromatografie-curven op een overwegend unimodale distributie met een variërende conversie, hoewel in dit systeem enige terminatie bij een hoog molecuulgewicht en tailing bij een laag molecuulgewicht wordt waargenomen. De vorming van de wormachtige micel-morfologie is ook realiseerbaar onder verschillende reactieomstandigheden, zoals variabele flestypes en reagenscomposities, maar ook wanneer de lichtbron intermitterend wordt toegepast. Dit impliceert dat, ondanks het sterke effect van lichtpenetratie op de polymerisatiesnelheden in de meeste fotopolymerisatiesystemen, het gelatiegedrag in dit protocol nog steeds kan worden gebruikt als een betrouwbare indicator voor de vorming van wormachtige micellen.Na het bekijken van deze video zou u een goed begrip moeten hebben van hoe u nanodeeltjes met een programmeerbare vorm kunt genereren die in staat zijn om zichzelf tot een gel te organiseren.

facile-synthesis-worm-like-micelles-visible-light-mediated-dispersion

Research

JoVE Journal

Chemistry

Scheikunde

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.

Een &#39;Plug and Play&#39; methode om water verspreidende Nanoassemblies bevattende een Amfifiele Polymer, organische kleurstoffen en Upconverting Nanodeeltjes maken

Er wordt een methode beschreven voor de atoomorganische radicalenpolymerisatie van gefunctionaliseerde vinylmonomeren met behulp van peryleen als zichtbaar-lichtfotocatalyst.

Atoomoverdrachtsradicaalpolymerisatie van gefunctionaliseerde vinylmonomeren behulp Perylene als zichtbaar licht Photocatalyst

De belangrijkste stappen van levende anionische polymerisatie van fenylglycidylether (PheGE) met methoxy-polyethyleenglycol (MPEG- -PPheGE b) worden beschreven. Het verkregen blokcopolymeer micellen (BCMS) werden beladen met doxorubicine 14% (gew%) en aanhoudende afgifte van geneesmiddel gedurende 4 dagen onder fysiologisch relevante omstandigheden werd verkregen.

Anionische polymerisatie van een amfifiele copolymeer voor de bereiding van blokcopolymeer micellen gestabiliseerd door π-π stapelen interacties

Om kankermedicijnen met hoge specificiteit en verminderde bijwerkingen naar tumorlocaties te brengen, zijn nieuwe methoden op basis van nanodeeltjes vereist. Hier beschrijven we disulfide-gekruiste micellen die gemakkelijk kunnen worden bereid door waterstofperoxide-gemedieerde oxidatie en die zich efficiënt kunnen dissociëren in een reducerende tumoromgeving om ladingen vrij te geven.

Een Facile en efficiënte aanpak voor de productie van omkeerbare Disulfide Cross-linked micellen

Protocollen voor de synthese van microsferen uit polymeren, de manipulatie van microsferen en microfotoluminescentiemetingen worden voorgesteld.

Fabricage van Polymer Microsferen voor Optische Resonator en Laser Applicaties

Een protocol voor de gecontroleerde photoredox ring-opening polymerisatie van O- carboxyanhydrides gemedieerd door Ni/Zn complexen wordt gepresenteerd.

Gecontroleerd Photoredox Ring-Opening polymerisatie van O- Carboxyanhydrides gemedieerd door Ni/Zn complexen

Het huidige werk beschrijft een methode om te fabriceren micellaire nanokristallen, een opkomende grote klasse van nanobiomaterials. Deze methode combineert topdown electrospray, onderop zelf-assemblage, en op basis van oplosmiddel structuur controle. De fabricage methode is grotendeels continu kan produceren hoogwaardige producten en bezit een goedkoop middel structuur controle.

Fabricage van bolvormig en Worm-vormige micellaire nanokristallen door het combineren van Electrospray, zelf-assemblage en controle van de structuur op basis van oplosmiddel

Door UV-bestraling van een 2-isopropylthioxanthone/imidazolium tetraphenylborate zout systeem beschrijven we een protocol voor photogenerate N-heterocyclische carbenen (NHCs). Methoden voor het karakteriseren van de photoreleased NHC en verhelderen van de fotochemische mechanisme worden voorgesteld. De protocollen voor ring-opening Metathese photopolymerization in oplossing en miniemulsion illustreren het potentieel van deze 2-componenten NHC photogenerating systeem.

Photogeneration van N-heterocyclische carbenen: toepassing in licht Ring-Opening Metathese polymerisatie

Kristallisatie-gedreven zelf-assemblage (CDSA) toont de unieke capaciteit om cilindrische nanostructures van smalle lengte distributies te fabriceren. De organocatalyzed ring-opening polymerisatie van Epsilon-caprolacton en de daaropvolgende keten uitbreidingen van methyl methylmethacrylaat en n, n-dimethyl acrylamide worden aangetoond. Een levende CDSA protocol dat produceert monodispers cilinders tot 500 nm in lengte is geschetst.

Synthese van monodispers cilindrische nanodeeltjes via kristallisatie-gedreven zelf-assemblage van biologisch afbreekbaar blok copolymeren

Hier beschrijven we protocollen voor de bereiding van trans-cyclobutaan gesmolten cyclooctenen (tCBCO), hun polymerisatie om depolymeriseerbare olefinische polymeren te bereiden en de depolymerisatie van deze polymeren onder milde omstandigheden.  Daarnaast worden protocollen beschreven voor de voorbereiding van depolymeriseerbare netwerken en compressiegieten van stijve lineaire kunststoffen op basis van dit systeem.

Depolymeriseerbare olefinische polymeren op basis van gesmolten cycloocteenmonomeren

Een protocol voor de synthese en karakterisering van zelfgeassembleerde metaal-organische raamwerkmonolagen wordt geleverd met behulp van polymeergeënte, metaal-organische raamwerk (MOF) kristallen. De procedure toont aan dat polymeer-geënte MOF-deeltjes zichzelf kunnen assembleren op een lucht-watergrensvlak, wat resulteert in goed gevormde, vrijstaande monolaagstructuren, zoals blijkt uit scanning-elektronenmicroscopiebeeldvorming.

Synthese en karakterisering van zelf-geassembleerde metaal-organische raamwerk monolagen met behulp van polymeer-gecoate deeltjes

Leer de eenvoudige synthese van wormachtige micellen door zichtbaar licht-gemedieerde dispersiepolymerisatie. Deze methode produceert reproduceerbare nanopartikelen met toepassingen in nanogeneeskunde en medicijnafgifte.

Facile Synthese van Worm-micellen door het zichtbare licht Mediated Dispersion polymerisatie onder toepassing van Photoredox Catalyst (Video) | JoVE Journal

Facile Synthese van Worm-micellen door het zichtbare licht Mediated Dispersion polymerisatie onder toepassing van Photoredox Catalyst

Meer video's verkennen