Name: Voorbereiding van holle polystyreen deeltjes en Microcapsules door radicaal polymerisatie van Janus druppels uit koolwaterstof en fluorkoolstof oliën (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-01-25T13:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 1 s
Description: Leer holle polymeerdeeltjes fabriceren via radicale polymerisatie van Janus-druppels met koolwaterstof- en fluorkoolstofoliën. Deze methode creëert microcapsules van 1,3 micrometer voor toepassingen in geneesmiddelafgifte.

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

We hebben geen bevestigingen.

Let op: Neem een lab-jas, handschoenen en veiligheidsbril dragen en lezen van veiligheidsinformatiebladen (MSDS) vóór gebruik. Alle aangekochte materialen zijn gebruikt zonder verdere zuivering.
1. bereiding van emulsies uit styreen/PFO/waterige SDS oplossing mengsels
<ol><li>Om voor te bereiden 5 mM van waterige oplossing van SDS, los 14,5 mg van SDS in 10 mL hoge zuiverheid H2O. Opmerking: High-purity H2O is gebruikt (soortelijke weerstand (R) = 18 MΩ cm, oppervlaktespanning (γ) = 72.0 mN m-1 bij 25 ° C).</li>
	<li>1.5 g van styreen, 0.6 g PFO en 0.9 g van 5 mM van waterige oplossing van SDS toevoegen aan een 10 mL glazen ampul met een roer-bar. Opmerking: In het scannen confocal fluorescentie microscopie opmerkingen, toevoegen 2.6 mg coumarine 102 en 0.062 mg calceïne aan het mengsel.</li>
	<li>Roer het mengsel gedurende 60 minuten op 1150 rpm onder kamertemperatuur en breng de temperatuur tot 80 ° C.</li>
	<li>Roer het mengsel voor 60 min op 1150 rpm en 80 ° C.</li>
</ol>2. fabricage van polymeer deeltjes met behulp van emulsies bestaande van styreen/PFO/Aqueous SDS oplossing mengsels
<ol><li>3.9 mg kalium peroxodisulfaat, 2 mg pyreen 1.5 g van styreen, 0.6 g PFO en 0.9 g van 5 mM van waterige oplossing van SDS toevoegen aan een 10 mL glazen ampul met een roer-bar en verzegel het met een rubber tussenschot.</li>
	<li>Deoxygenate het mengsel door borrelende stikstofgas door middel van een naald van de spuit voor 30 min. Let op: Stromen langzaam de stikstofgas om te genereren niet een grote hoeveelheid schuim.</li>
	<li>Ter voorbereiding van de emulsie, roer het mengsel gedurende 60 minuten op 1150 rpm en kamertemperatuur en breng de temperatuur tot 80 ° C.</li>
	<li>Roer het mengsel voor 30 min op 1150 rpm en 80 ° C.</li>
	<li>Het bewolkt deel (1.8 mL) in de resulterende oplossing (3 mL) overbrengen in de reageerbuis en voeg vervolgens 30% waterige ethanol oplossing volledig beëindigen de polymerisatie-reactie.</li>
	<li>Bewerk ultrasone trillingen ten (vermogen: 130 W, frequentie: 4.2 kHz) gedurende 10 minuten voor het wassen van de resulterende polymeer deeltjes en vervolgens gedurende 10 min op 2300 x g centrifugeren.</li>
	<li>Voor het verkrijgen van de polymeer-deeltjes, verwijdert u de bovenstaande oplossing uit de reageerbuis.</li>
	<li>Voeg 3 mL water toe aan de resulterende lichamen in de reageerbuis. Bewerk ultrasone trillingen ten (vermogen: 130 W, frequentie: 4.2 kHz) voor 10 min en Centrifugeer gedurende 10 min op 2300 x g. Verwijder het supernatant oplossing uit de reageerbuis.</li>
	<li>Herhaal de procedure wassen (stap 2,8) tot schuim is niet gegenereerd op basis van de bovenstaande oplossing. Het verdampen van water om te verkrijgen van de vaste stof van holle polymeer deeltjes.</li>
</ol>3. voorbereiding van de microcapsules met behulp van de holle polymeer deeltjes
<ol><li>Toevoegen van 1 mg van holle polystyreen deeltjes (stap 2.9) en 4 mL water tot een 10 mL glazen ampul met een roer-bar.</li>
	<li>Bewerk ultrasone trillingen ten (vermogen: 130 W, frequentie: 4.2 kHz) voor 10 min te verspreiden van de holle deeltjes in het water.</li>
	<li>Voeg 0,1 mL tolueen aan het water verspreid de deeltjes en roer het vervolgens gedurende 1 uur bij 100 rpm onder kamertemperatuur. De vloeistof overbrengen in een reageerbuis. Let op: Als de rotatie per minuut stijgt, de morfologie van deeltjes zal vervormen.</li>
	<li>Centrifugeer de vloeistof gedurende 10 minuten op 2300 x g te isoleren van de microcapsules vorm dan ook. Verwijder het supernatant oplossing uit de reageerbuis.</li>
</ol>

<ol><li>Okubo, M., Fujibayashi, T., Terada, A. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s00396-004-1210-4">Synthesis of micron-sized, monodisperse polymer particles of disc-like and polyhedral shapes by seeded dispersion polymerization.</a> Colloid Polym Sci. 283 (7), 793-798 (2005).</li>
<li>Fujibayashi, T., Okubo, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+and+Thermodynamic+Stability+of+Micron-Sized%2C+Monodisperse+Composite+Polymer+Particles+of+Disc-like+Shapes+by+Seeded+Dispersion+Polymerization%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Preparation and Thermodynamic Stability of Micron-Sized, Monodisperse Composite Polymer Particles of Disc-like Shapes by Seeded Dispersion Polymerization.</a> Langmuir. 23 (15), 7958-7962 (2007).</li>
<li>Okubo, M., Fujibayashi, T., Yamada, M., Minami, H. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s00396-004-1240-y">Micron-sized, monodisperse, snowman/confetti-shaped polymer particles by seeded dispersion polymerization.</a> Colloid Polym Sci. 283 (9), 1041-1045 (2005).</li>
<li>Xu, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generation+of+Monodisperse+Particles+by+Using+Microfluidics%3A+Control+over+Size%2C+Shape%2C+and+Composition%5BTitle%5D)+AND+%22Angew+Chem+Int+Ed%22%5BJournal%5D)">Generation of Monodisperse Particles by Using Microfluidics: Control over Size, Shape, and Composition.</a> Angew Chem Int Ed. 44 (5), 724-728 (2005).</li>
<li>Serra, C. A., Chang, Z. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ceat.200800219/abstract">Microfluidic-Assisted Synthesis of Polymer Particles.</a> Chem Eng Tech. 31 (8), 1099-1115 (2008).</li>
<li>Higuchi, T., Yabu, H., Shimomura, M. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927775705008101">Simple preparation of hemispherical polystyrene particles.</a> Colloids Surf A. 284, 250-253 (2006).</li>
<li>Sun, Z. Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nonspherical+Colloidal+Crystals+Fabricated+by+the+Thermal+Pressing+of+Colloidal+Crystal+Chips%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Nonspherical Colloidal Crystals Fabricated by the Thermal Pressing of Colloidal Crystal Chips.</a> Langmuir. 21 (20), 8987-8991 (2005).</li>
<li>Deng, Y., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2008/jm/b714288a">A novel approach to the construction of 3-D ordered macrostructures with polyhedral particles.</a> J Mater Chem. 18 (4), 408-415 (2008).</li>
<li>Hyuk Im, S., Jeong, U., Xia, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymer+hollow+particles+with+controllable+holes+in+their+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Mater%22%5BJournal%5D)">Polymer hollow particles with controllable holes in their surfaces.</a> Nat Mater. 4 (9), 671-675 (2005).</li>
<li>Saito, N., Kagari, Y., Okubo, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+Colloidal+Stabilizer+on+the+Shape+of+Polystyrene%2FPoly%28methyl+methacrylate%29+Composite+Particles+Prepared+in+Aqueous+Medium+by+the+Solvent+Evaporation+Method%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Effect of Colloidal Stabilizer on the Shape of Polystyrene/Poly(methyl methacrylate) Composite Particles Prepared in Aqueous Medium by the Solvent Evaporation Method.</a> Langmuir. 22 (22), 9397-9402 (2006).</li>
<li>Cai, P. -j, Tang, Y. -j, Wang, Y. -t, Cao, Y. -j <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0254058410004694">Fabrication of polystyrene hollow spheres in W/O/W multiple emulsions.</a> Mater Chem Phys. 124 (1), 10-12 (2010).</li>
<li>Liang, S. -S., Chen, S. -L., Chen, S. -H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diverse+macroporous+spheres+synthesized+by+multiple+emulsion+polymerization+for+protein+analyses%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Commun%22%5BJournal%5D)">Diverse macroporous spheres synthesized by multiple emulsion polymerization for protein analyses.</a> Chem Commun. 47 (29), 8385-8387 (2011).</li>
<li>Kondo, Y., Yoshino, N. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359029405000312">Hybrid fluorocarbon/hydrocarbon surfactants.</a> Curr Opin Colloid Interface Sci. 10 (3-4), 88-93 (2005).</li>
<li>Takahashi, Y., Kondo, Y., Schmidt, J., Talmon, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-Assembly+of+a+Fluorocarbon-Hydrocarbon+Hybrid+Surfactant%3A+Dependence+of+Morphology+on+Surfactant+Concentration+and+Time%5BTitle%5D)+AND+%22J+Phys+Chem+B%22%5BJournal%5D)">Self-Assembly of a Fluorocarbon-Hydrocarbon Hybrid Surfactant: Dependence of Morphology on Surfactant Concentration and Time.</a> J Phys Chem B. 114 (42), 13319-13325 (2010).</li>
<li>Takahashi, Y., Nasu, Y., Aramaki, K., Kondo, Y. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022113912003429">Unusual viscoelastic behavior of aqueous solutions of fluorocarbon-hydrocarbon hybrid surfactant and its morphological transformations.</a> J Fluor Chem. 145 (0), 141-147 (2013).</li>
<li>Yoshino, N., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/la00002a016">Syntheses of Hybrid Anionic Surfactants Containing Fluorocarbon and Hydrocarbon Chains.</a> Langmuir. 11 (2), 466-469 (1995).</li>
<li>Zarzar, L. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamically+reconfigurable+complex+emulsions+via+tunable+interfacial+tensions%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Dynamically reconfigurable complex emulsions via tunable interfacial tensions.</a> Nature. 518 (7540), 520-524 (2015).</li>
</ol>

Wij hebben niets te onthullen.

De emulsies met Janus druppels van styreen en PFO werden verkregen boven 10 wt % van het gewicht breuk van waterige SDS concentratie en waarbij gewicht het gedeelte van styreen en PFO. Wanneer de verschillende gewicht-breuken van de emulsies met de Janus-druppels zijn geweest polymeervorm voor 30 min, kunnen de holle polystyreen deeltjes worden verkregen voor alle samenstelling. Deze resultaten wijzen erop dat het protocol hier is eenvoudig aangetoond. Daarnaast kunnen de diameter, gat grootte en gat volume van de holle polystyreen deeltjes worden gecontroleerd door de polymerisatie-tijd in de hier beschreven methode.
Wij stellen voor de volgende mechanisme voor de fabricage van de holle polystyreen deeltjes. Janus olie druppels bestaande van styreen en PFO gevormd in de O/W emulsies met mengsels van waterige SDS oplossing, styreen, en PFO bij 80 ° C. PFO druppels bevinden zich op het oppervlak van styreen druppels. Aangezien KPS, initiator van de polymerisatie, oplosbare in de waterfase is, zal de polymerisatie vooruitgang op het raakvlak van de styreen/waterige oplossing van de SDS. Styreen in de ternaire emulsies was polymeervorm naar polystyreen bij 80 ° C, terwijl de PFO, hebben geen polymerizable groepen, bleef in de emulsies bij die temperatuur. Na de polymerisatie werd beëindigd, werd een gat op de polystyreen deeltje gevormd door verwijdering van PFO. De holle kop-type polystyreen deeltjes met een gat aan de oppervlakte waren dus verzonnen mogelijk gewicht Fractie van styreen en PFO en polymerisatie allertijden.
Een kleine hoeveelheid tolueen toe te voegen aan de holle polystyreen deeltjes vervaardigd door radicaal polymerisatie voor 90 min bewerkstelligt afdichting van de gaten op de holle polystyreen deeltjes. Deze verschijnselen is consistent met die gerapporteerd door Hyuk et al.9. De capsulation methode kan een waterige materiaal in de deeltjes bevatten.
In dit artikel, hebben we een methode van de fabricage van holle polymeer deeltjes met behulp van Janus olie druppels bestaande van styreen en PFO, die onderling niet mengbaar zijn aangetoond. De methode van de voorbereiding van niet-bolvormige polymeer deeltjes is al onderzocht vanwege hun potentiële gebruik in diverse toepassingen. Deze strategie met behulp van Janus olie druppels van de olie van de koolwaterstof en fluorkoolstof olie zal gelden voor de fabricage van niet-bolvormige polymeer deeltjes van verschillende soorten monomeer en drug delivery systeem.

Terwijl sferische polymeer deeltjes wijd in diverse industriële toepassingen gebruikt hebben, is het algemeen bekend dat kuiltje deeltjes, hemisferen, schijven en ellipsoïdes, zijn opgesteld door geplaatste polymerisaties1,2, 3, foto-polymerisatie van niet-bolvormige monomeer druppels microreactor met specifieke geometrieën4,5, zelf-organisatie met behulp van reprecipitation van polymeren6en vervorming van sferische polymeer deeltjes door mechanische externe krachten7,8. In het bijzonder, hebben holle polymeer deeltjes met een micrometer-grootte zijn vervaardigd door verdamping van een goed oplosmiddel van sferische polymeer deeltjes gezwollen door het oplosmiddel9,10 en polymerisatie met behulp van meerdere emulsies 11 , 12.
In dit werk, richten we ons op het gebruik van wederzijdse immiscibility van koolwaterstof en fluorkoolstof olie in de fabricage van polymeer deeltjes. Hybride oppervlakteactieve stoffen hebben een koolwaterstof keten en een fluorkoolstof ketting in het molecuul. Eerder hebben we gemeld dat de unieke eigenschappen van hybride oppervlakteactieve stoffen die niet in conventionele oppervlakteactieve stoffen13,14,15worden waargenomen. Wij hebben ook emulsies met behulp van koolwaterstof olie fluorkoolstof olie en waterige oppervlakteactieve stof oplossing, die onderling niet mengbaar16bestudeerd. Er zijn echter weinig studies van de emulsies17. Deze studies hebben de morfologie van de olie-druppels uit koolwaterstof olie en fluorkoolstof olie in waterige oppervlakteactieve stof oplossingen beschreven.
Hier, laten we een gedetailleerd protocol voor de fabricage van holle polymeer deeltjes door radicaal polymerisatie met behulp van olie druppels in emulsies uit koolwaterstof olie, fluorkoolstof olie en waterige natrium dodecylsulfate (SDS) oplossingen. Wij stellen voor een nieuwe strategie, die verschilt van de conventionele methoden, voor de bereiding van niet-bolvormige polymeer deeltjes. Deze methode kan gewoon het fabriceren van de holle polymeer deeltjes in een korte tijd. Bovendien, wordt het protocol van de voorbereiding van microcapsules via de holle polymeer deeltjes weergegeven.

<table><tbody><tr><td>Materiaal</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Natriumdodecylsulfaat, 95,0%</td><td>Wako Pure Chemical Industries, Ltd.</td><td>192-08672</td><td></td></tr><tr><td>Styreen, 99,0%</td><td>Tokyo Chemical Industry Co. Ltd.</td><td>S0095</td><td></td></tr><tr><td>Perfluoroctaan, 99%</td><td>Fluorochem Ltd.</td><td>8706</td><td></td></tr><tr><td>Coumarine 102, 97,0%</td><td>Tokyo Chemical Industry Co. Ltd.</td><td>C2267</td><td></td></tr><tr><td>Calcein</td><td>Dojindo Molecular Technologies, Inc.</td><td>C001</td><td></td></tr><tr><td>Kaliumperoxodisulfaat, 98,0%</td><td>Kanto Chemical Co., Inc.</td><td>32375-30</td><td></td></tr><tr><td>Pyreen, 97,0%</td><td>Wako Pure Chemical Industries, Ltd.</td><td>167-05302</td><td></td></tr><tr><td>Ethanol, 99,5%</td><td>Kanto Chemical Co., Inc.</td><td>14033-00</td><td></td></tr><tr><td>Tolueen, 99,5%</td><td>Kanto Chemical Co., Inc.</td><td>40180-00</td><td></td></tr><tr><td>Naam</td><td>Bedrijf</td><td>Catalogusnummer</td><td>Opmerkingen</td></tr><tr><td>Apparatuur</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Scanning Elektronenmicroscoop</td><td>Hitachi High-Technologies Corporation</td><td>S-4800</td><td></td></tr><tr><td>Scanning Transmissie Elektronenmicroscoop</td><td>Hitachi High-Technologies Corporation</td><td>S-4800</td><td></td></tr><tr><td>Ultrasoonreiniger</td><td>Branson Ultrasonics, Emerson Japan, Ltd.</td><td>Model 3510</td><td></td></tr><tr><td>Centrifuge</td><td>AS ONE Corporation</td><td>CN-1050</td><td></td></tr></tbody></table>

voorbereiding van holle polystyreen deeltjes en microcapsules door radicaal polymerisatie van janus druppels uit koolwaterstof en fluorkoolstof oliën

Preparation of Hollow Polystyrene Particles and Microcapsules by Radical Polymerization of Janus Droplets Consisting of Hydrocarbon and Fluorocarbon Oils

In dit artikel, hebben we een methode voor de productie van holle deeltjes en microcapsules met behulp van de olie-druppels uit koolwaterstof olie (styreen) en fluorkoolstof olie aangetoond (perfluoro -n-octaan, PFO) in waterige oppervlakteactieve stof (natrium-dodecylsulfate, SDS) oplossingen. Aangezien fluorkoolstof oliën niet mengbaar met koolwaterstof oliën zijn, worden de twee oliën gescheiden. Emulsies zijn bereid door roeren styreen/PFO/waterige SDS oplossing mengsels bij 80 ° C. Het type van emulsies en de morfologie van de druppels in de emulsies zijn waargenomen door lichte Microscoop en scanning confocal fluorescentie Microscoop. Het komt voor dat olie druppels met Janus-type morphologies bestaande uit wederzijds onmengbare styreen en PFO worden gevormd in waterige oplossingen van de SDS. Polystyreen deeltjes zijn vervaardigd door radicaal polymerisatie van ternaire mengsels van styreen/PFO/waterige oplossing van de SDS bij 80 ° C. De morphologies van de polystyreen zijn bevestigd door scanning elektronen microscopie en Transmissie Electronenmicroscopie opmerkingen scannen. Deze opmerkingen tonen de voorbereiding van holle polystyreen deeltjes met een enkel gat op het oppervlak. Om onze kennis is deze methode een nieuwe strategie met behulp van de immiscibility van koolwaterstof en fluorkoolstof oliën. De holle deeltjes kunnen ook worden toegepast aan de voorbereiding van microcapsules.

Licht en scannen confocal fluorescentie microscopie waarnemingen werden uitgevoerd om te bepalen van de morfologie en de samenstelling van de druppels in de emulsies uit styreen, PFO en 5 mM de waterige oplossing van de SDS (Figuur 1). Scanning elektronen microscopie (SEM) en Transmissie Electronenmicroscopie (STEM) opmerkingen scannen toonde de vorming van holle deeltjes en microcapsules (Figuur 2).
De DIC en confocal fluorescentie microscopie beelden van emulsies uit ternaire mengsels van styreen/PFO/waterige oplossing van SDS wijzen erop dat de continue fase waterige oplossing van de SDS, omdat groene fluorescentie overeenkomt met calceïne werd waargenomen in de continue fase, en daarom, type olie-in-water emulsies worden gevormd (Figuur 1a en 1b). Deze beelden tonen ook aan dat de olie-druppels bestaan van styreen en PFO, die onderling niet mengbaar zijn. De DIC en confocal fluorescentie microscopie beelden van emulsies met cumarine 102 onthullen dat een PFO-droplet bevindt zich op het grensvlak tussen water en een droplet styreen. De ternaire mengsels van waterige oplossing van de SDS op 5 mM formulier emulsies met Janus, PFO en styreen olie druppels, die bestaan uit styreen en PFO.
De beelden van het SEM en stam van polymeer deeltjes vervaardigd door de radicale polymerisatie van de emulsies van styreen/PFO/5 mM waterige oplossing van SDS Toon de voorbereiding van holle niet-bolvormige polystyreen deeltjes met een gat op het oppervlak (Figuur 2a en 2b). de vorming tarief, diameter en de grootte van het gat van de holle polystyreen deeltjes worden geëvalueerd door het observeren van 200 deeltjes door middel van SEM en stam. De gemiddelde diameter geschat uit SEM waarnemingen is 1.3 µm. De grootte is in overeenstemming met de diameter van de deeltjes van de polymeer geschat uit metingen van de Dynamische lichtverstrooiing. De vorming tarief is ongeveer 100%. De gemiddelde grootte van het gat en het volume van het gat in de holle deeltjes zijn respectievelijk 0,8 ± 0,4 µm en 0,9 ± 0,4 µm3. Daarom is de holle polystyreen deeltjes met een gat 0.8 µm werden vervaardigd door radicaal polymerisatie van Janus druppels met styreen in de emulsies.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56922/56922fig1.jpg"> Figuur 1. Morphologies van druppels in emulsies bestaande van styreen, PFO en 5 mM waterige oplossing SDS. (a) differentiële interferentie contrast (DIC) en (b) confocal fluorescentie microscopie images van de emulsies met waterige fluorescerende calceïne. (c) DIC en (d) confocal fluorescentie microscopie beelden van de emulsies met olie oplosbare fluorescerende cumarine 102. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56922/56922fig1large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56922/56922fig2.jpg"> Figuur 2. Morphologies van holle polystyreen deeltjes en microcapsules vervaardigd gebruikend emulsies bestaande van styreen, PFO en 5 mM waterige SDS-oplossing. (a) SEM en (b) stam beelden van de holle polystyreen deeltjes. (c) SEM en (d) stam beelden van de microcapsules. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56922/56922fig2large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>

Een protocol voor de fabricage van holle polymeer deeltjes en microcapsules door radicaal polymerisatie met behulp van emulsies bestaande uit styreen, perfluoro -n-octaan en waterige SDS (natrium dodecylsulfate) oplossing wordt gepresenteerd.

Voorbereiding van holle polystyreen deeltjes en Microcapsules door radicaal polymerisatie van Janus druppels uit koolwaterstof en fluorkoolstof oliën

In this article, we have demonstrated a method for producing hollow particles and microcapsules using oil droplets consisting of hydrocarbon oil (styrene) ...

Het algemene doel van deze procedure is om holle polymeerdeeltjes te bereiden met behulp van een eenvoudige radicaalpolymerisatie met onderling onmengbare oliën. Deze methode kan helpen de beschikbaarheid van gefluoreerde verbindingen uit te breiden, die recentelijk slecht zijn gebruikt, sinds de Europese Unie in 2006 het gebruik van gefluoreerde oppervlakteactieve stoffen verbood. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat de onmengbaarheid tussen koolwaterstof- en fluorkoolstofoliën een belangrijke rol speelt bij de fabricage van holle polymeerdeeltjes.Omdat deze methode inzicht kan geven in moleculaire interacties tussen koolwaterstofoliën en fluorkoolstofoil, kan deze ook worden toegepast op een ander koolwaterstofmonomeer zoals methylmethacrylaat. We hadden het idee voor deze methode voor het eerst toen we moleculaire interacties tussen koolwaterstoffen en fluorkoolstoffen bestudeerden. Visuele demonstratie van deze methode is cruciaal, omdat het proces voor het vormen van polymeerdeeltjes afhankelijk is van de polymerisatietijd.Om te beginnen, bereid een vijf millimolair van een waterige SDS-oplossing voor door 14,5 milligram SDS op te lossen in 10 milliliter water met hoge zuiverheid. Voeg vervolgens 0,9 gram van de SDS-oplossing, 1,5 gram styreen en 0,6 gram PFO toe aan een glazen vial van 10 milliliter en voeg een roerstaaf toe. Plaats de oplossing op een roerplaat.Roer het mengsel gedurende 60 minuten bij kamertemperatuur op 1.150 tpm. Verhoog vervolgens de temperatuur tot 80 graden Celsius en blijf 60 minuten roeren. Voeg 3,9 milligram kaliumperoxodisulfaat, twee milligram pyreen, 1,5 gram styreen, 0,6 gram PFO en 0,9 gram van de vijf millimolair van de waterige SDS-oplossing toe aan een glazen vial van 10 milliliter met een roerstaaf.Versluit het vervolgens met een rubberen septum. Schakel vervolgens een stikstoftoevoer in. Laat gedurende 30 minuten langzaam stikstofgas door een naald in de oplossing borrelen om het mengsel te deoxygeneren.Plaats het mengsel zoals eerder op een roerplaat bij kamertemperatuur en roer gedurende 60 minuten op 1.150 tpm. Schakel vervolgens de verwarming in en roer het mengsel gedurende nog eens 30 minuten op dezelfde snelheid bij 80 graden Celsius. Wanneer u klaar bent, brengt u het troebele deel van de oplossing over in een testbuis.Voeg vervolgens 30% van een waterige ethanoloplossing toe om de polymerisatiereactie volledig te beëindigen. Soniseer vervolgens de emulsie gedurende 10 minuten om de resulterende polymeerdeeltjes te wassen. Wanneer u klaar bent, centrifugeert u de polymeerdeeltjes 10 minuten bij 2.300 keer de zwaartekracht uit de suspensie.Om de polystyreen deeltjes te verkrijgen, verwijdert u de resulterende supernatantoplossing uit de testbuis. Voeg vervolgens drie milliliter water toe aan de resulterende vaste stoffen in de testbuis. Soniseer opnieuw gedurende 10 minuten en centrifugeer vervolgens de deeltjes 10 minuten bij 2.300 keer de zwaartekracht.Herhaal de wasprocedure totdat er geen schuim meer wordt gevormd door de supernatantoplossing. Na de laatste wasbeurt laat u het resterende water verdampen in een exsiccator om de holle polystyreen deeltjes te verkrijgen. Voeg een milligram van de gedroogde holle polystyreen deeltjes, vier milliliter water en een roerstaaf toe aan een glazen vial van 10 milliliter.Soniseer het mengsel gedurende 10 minuten om de holle deeltjes in het water te verspreiden. Voeg vervolgens 0,1 milliliter tolueen toe aan het water. Verspreid de deeltjes en roer ze een uur lang op 100 tpm.Breng vervolgens de vloeistof over in een testbuis. Centrifugeer tenslotte de vloeistof gedurende 10 minuten bij 2.300 keer de zwaartekracht om de microcapsules te isoleren. Wanneer het centrifugeren is voltooid, verwijdert u het supernatant uit de testbuis om alleen de holle polymeerdeeltjes over te houden.In de emulsies is de continue fase waterige SDS. Deze fase wordt aangegeven door de groene kleur, die overeenkomt met waterige fluorescerende calcein. Daarom worden olie- en watertype emulsies gevormd.Bovendien laten emulsies met de olieoplosbare coumarine 102 zien dat een PFO-druppel zich op het grensvlak tussen water en een styreen druppel bevindt. Om de gemiddelde grootte van de uiteindelijke holle polystyreen deeltjes te meten, is scanning elektronenmicroscopie effectief. Met behulp van deze methode werd de gemiddelde diameter geschat op 1,3 micrometer op basis van SEM-waarnemingen, de gemiddelde gatgrootte is 800 nanometer en het gemiddelde volume van het gat werd gevonden op 0,9 micrometer kubiek.Eenmaal onder de knie, kan deze techniek in ongeveer twee uur worden uitgevoerd als deze correct wordt uitgevoerd. Tijdens het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om goed op te letten voor de polymerisatietijd. Na de ontwikkeling ervan, heeft deze techniek de weg gebaand voor onderzoekers op het gebied van fysica en materiaalkunde om talrijke vormdeeltjes en de optische eigenschappen, evenals geneesmiddeldragers en afleveringssystemen te verkennen.Na het bekijken van deze video, zou u een goed begrip moeten hebben van hoe u holle polymeerdeeltjes kunt maken met behulp van druppels bestaande uit koolwaterstof- en fluorkoolstofoil. Vergeet niet dat het werken met styreen extreem gevaarlijk kan zijn en dat de voorzorgsmaatregelen, het dragen van een laboratoriumjas, handschoenen en veiligheidsbril, altijd moeten worden genomen bij het uitvoeren van deze procedure.

preparation-hollow-polystyrene-particles-microcapsules-radical

Research

JoVE Journal

Chemistry

Scheikunde

De combinatie van monodisperse druppel generatie met traagheid ordening van cellen en deeltjes, beschrijven we een methode om een ​​gewenst aantal cellen of deeltjes in te kapselen in een enkele druppel op kHz tarieven. We laten zien efficiëntie twee maal groter dan die van niet-geordende inkapseling voor enkel-en dubbel-deeltje druppels.

High Throughput Single-cel en Multiple-cel Micro-encapsulatie

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

We rapporteren protocollen voor het “polymeriseren” van verschillende soorten polymeer-ingekapselde metaal-nanodeeltjes tot lange ketens van “homo-“ en “co-polymeren”.

Met behulp van polystyreen<em&gt; Block</em&gt; Poly (acrylzuur) -gecoate Metal Nanodeeltjes als monomeren voor hun homo- en co-polymerisatie

Twee- en driedimensionale superhydrofobe polymere materialen worden bereid door middel van elektrospinnen of elektrosprayen van biologisch afbreekbare polymeren vermengd met een polymeer met een lagere oppervlakte-energie van vergelijkbare samenstelling.

Fabriceren superhydrophobic polymere materialen voor biomedische toepassingen

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

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

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

Dit artikel beschrijft het proces van de microfluidic en de parameters te bereiden geregelde deeltjes uit vloeibaar kristallijne elastomeren. Dit proces maakt de voorbereiding van de bedieningsrichting deeltjes en de variatie van de grootte en de vorm (van oblate te sterk prolate, kern-shell, en Janus morphologies) evenals de omvang van de bediening.

Microfluidic voorbereiding van vloeibaar kristallijne elastomeer actuatoren

Flash NanoPrecipitation (FNP) is een schaalbare benadering voor de productie van polymere core-shell nanodeeltjes. Lab-schaal formuleringen voor de inkapseling van hydrofobe of hydrofiele therapeutics worden beschreven.

NanoPrecipitation Flash voor de inkapseling van hydrofobe en hydrofiele stoffen in polymere nanodeeltjes

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

Leer holle polymeerdeeltjes fabriceren via radicale polymerisatie van Janus-druppels met koolwaterstof- en fluorkoolstofoliën. Deze methode creëert microcapsules van 1,3 micrometer voor toepassingen in geneesmiddelafgifte.

Voorbereiding van holle polystyreen deeltjes en Microcapsules door radicaal polymerisatie van Janus druppels uit koolwaterstof en fluorkoolstof oliën (Video) | JoVE Journal

Voorbereiding van holle polystyreen deeltjes en Microcapsules door radicaal polymerisatie van Janus druppels uit koolwaterstof en fluorkoolstof oliën

Meer video's verkennen