Zaawansowana analiza składu kompozytów nanocząstkowo-polimerowych z wykorzystaniem bezpośredniego obrazowania fluorescencyjnego

Summary

Tutaj prezentujemy niezawodną metodę monitorowania inkorporacji nanocząstek do matrycy gospodarza polimeru poprzez enkapsulację pęcznienia. Pokazujemy, że stężenie powierzchniowe kropek kwantowych selenku kadmu można dokładnie zobrazować za pomocą przekrojowego obrazowania fluorescencyjnego.

Abstract

Wytwarzanie kompozytów polimerowo-nanocząsteczkowych jest niezwykle ważne w rozwoju wielu funkcjonalnych materiałów. Określenie dokładnego składu tych materiałów jest niezbędne, zwłaszcza w projektowaniu katalizatorów powierzchniowych, gdzie stężenie powierzchniowe składnika aktywnego determinuje aktywność materiału. Materiały przeciwdrobnoustrojowe, które wykorzystują nanocząsteczki, są szczególnym celem tej technologii. Ostatnio pojawiła się enkapsulacja pęcznienia jako technika wprowadzania nanocząstek przeciwdrobnoustrojowych do matrycy polimerowej gospodarza. Obudowa pęcznienia ma tę zaletę, że lokalizuje wbudowywanie się w zewnętrzne powierzchnie materiałów, które działają jako miejsca aktywne tych materiałów. Jednak kwantyfikacja wychwytu tych nanocząstek jest trudna. Wcześniejsze badania badały związek między aktywnością przeciwdrobnoustrojową a stężeniem powierzchniowym składnika aktywnego, ale nie jest to bezpośrednio wizualizowane. W tym miejscu przedstawiamy wiarygodną metodę monitorowania włączania nanocząstek do polimerowej matrycy gospodarza poprzez enkapsulację pęcznienia. Pokazujemy, że stężenie powierzchniowe nanocząstek CdSe/ZnS można dokładnie zobrazować za pomocą przekrojowego obrazowania fluorescencyjnego. Korzystając z tej metody, możemy określić ilościowo absorpcję nanocząstek poprzez enkapsulację pęcznienia i zmierzyć stężenie powierzchniowe zamkniętych cząstek, co ma kluczowe znaczenie dla optymalizacji aktywności materiałów funkcjonalnych.

Introduction

Zastosowanie nanomateriałów od dawna stanowi obszar rosnącego zainteresowania dla nowych technologii.^1-3 Obejmuje to rosnące wykorzystanie nanocząsteczek w przedmiotach codziennego użytku, w tym w kosmetykach, ubraniach, opakowaniach i elektronice. ^4-6 Główny nacisk na stosowanie nanocząstek w materiałach funkcjonalnych wynika z ich wyższej reaktywności w stosunku do materiałów, a także ze zdolności do dostrajania właściwości poprzez zmianę wielkości cząstek. ⁷ Kolejną zaletą jest możliwość łatwego formowania materiałów kompozytowych, co wprowadza kluczowe właściwości do macierzy macierzystej, takie jak funkcjonalność katality....

Protocol

1. Przygotowanie kropek kwantowych CdSe/ZnS Core/Shell

1. Przygotowanie roztworu trioktylofosfiny (TOP)-Se
   1. Przygotować 0,5 M roztwór selenu w TOP, mieszając odpowiednią ilość Se z TOP w kolbie Schlenka pod azotem lub w komorze rękawicowej (wymagane 8 ml na reakcję, zwykle 0,4 g rozpuszczone w 10 ml TOP).
   2. Mieszać mieszaninę do rozpuszczenia Se przez 1 godzinę, dając uzyskanie szarego roztworu kompleksu TOP-Se.
   3. Upewnij się, że roztwór jest następnie odgazowany 5 razy. Powstały roztwór podstawowy można przechowywać pod azotem przez 3 miesiące.
2. Przygotowanie rdzeni CdSe <....

Results

Kropki kwantowe wykazywały czerwoną fluorescencję, z maksimum lambda około 600 nm. ^22,28 Czerwona emisja była spowodowana uwięzieniem ekscytonu przez pręt kwantowy, którego wymiary mieszczą się w reżimie silnego zamknięcia. Li i in. wykazali, że w przypadku prętów kwantowych emisja przesuwa się w kierunku niższej energii wraz ze wzrostem szerokości lub długości pręta. Wykazali ponadto, że emisja zależy głównie od bocznego zamknięcia, które odgrywa ważną rolę nawet wted.......

Discussion

Obrazowanie fluorescencji przekrojowej pozwala na bezpośrednią wizualizację nanocząstek podczas enkapsulacji pęcznienia. Wykazano kinetykę enkapsulacji, z zademonstrowanym dążeniem do wysokiego stężenia powierzchniowego nanocząstek. Wykazano, że zakres włączenia nanocząstek zmienia się wraz z czasem enkapsulacji pęcznienia (opisanym w sekcji 2.3), przy czym całkowita ilość włączonych nanocząstek wzrasta wraz z wydłużaniem się tego czasu, przy czym stężenie cząstek jest zlokalizowane na powierzchni, jeśli stosuje się prób.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Arkusze polidimetylosiloksanu		NuSil-Medical	Grade
Oleylamine	Sigma Aldrich	O7805	Klasa techniczna
Trioktylofosfina	Sigma Aldrich	117854	Techniczny
tlenek trioktylofosfiny	Sigma Aldrich	346187	Klasa techniczna
1-oktadecenowa	Sigma Aldrich	O806	Klasa techniczna
Dityloditiokarbaminian	Sigma Aldrich		329703-kwas
oleinowy	Sigma Aldrich	364525	Klasa techniczna
Trietyloamina	Sigma Aldrich		471283-tlenek
kadmu	Alfa Aesar	33235-heksadecyloamina
	Alfa Aesar	B22459	klasa techniczna
1- Kwas dodecylofosfonowy	Alfa Aesar	H26259-Selen
w proszku	Acros	19807-Chloroform
	Sigma Aldrich
366919-n-Hexane	Sigma Aldrich
208752-Szkiełka mikroskopowe	VWR	631-0137	Grubość nr 1