Name: Wykorzystanie nanocząstek metali pokrytych blokiem polistyrenu (kwas akrylowy) jako monomerów do ich homo- i kopolimeryzacji (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-07-09T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 2 s
Description: Poznaj metodę syntezy i montażu nanocząstek metali pokrytych polimerem P-S-P-A-A w długie łańcuchy homo- i kopolimerów. Technika ta umożliwia tworzenie nowych materiałów nanotechnologicznych.

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

Autorzy dziękują NRF (CRP-4-2008-06), A*Star (SERC 112-120-2011) i MOE (RG14/13) Singapore za wsparcie finansowe.

<ol><li>Anker, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biosensing+with+plasmonic+nanosensors%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Mater%22%5BJournal%5D)">Biosensing with plasmonic nanosensors.</a> Nat Mater. 7, 442-453 (2008).</li>
<li>Maier, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmonics%E2%80%94A+Route+to+Nanoscale+Optical+Devices%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Plasmonics—A Route to Nanoscale Optical Devices.</a> Adv. Mater. 13, 1501-1505 (2001).</li>
<li>Zhu, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Manipulation+of+Collective+Optical+Activity+in+One-Dimensional+Plasmonic+Assembly%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Manipulation of Collective Optical Activity in One-Dimensional Plasmonic Assembly.</a> ACS Nano. 6, 2326-2332 (2012).</li>
<li>Maier, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Local+detection+of+electromagnetic+energy+transport+below+the+diffraction+limit+in+metal+nanoparticle+plasmon+waveguides%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">Local detection of electromagnetic energy transport below the diffraction limit in metal nanoparticle plasmon waveguides.</a> Nat. Mater. 2, 229-232 (2003).</li>
<li>Gong, J., Li, G., Tang, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-assembly+of+noble+metal+nanocrystals%3A+Fabrication%2C+optical+property%2C+and+application%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Today%22%5BJournal%5D)">Self-assembly of noble metal nanocrystals: Fabrication, optical property, and application.</a> Nano Today. 7, 564-585 (2012).</li>
<li>Wei, Q. H., Su, K. H., Durant, S., Zhang, X. Plasmon Resonance of Finite One-Dimensional Au Nanoparticle Chains. Nano Lett. 4, 1067-1071 (2004).</li>
<li>Warner, M. G., Hutchison, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Linear+assemblies+of+nanoparticles+electrostatically+organized+on+DNA+scaffolds%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Mater%22%5BJournal%5D)">Linear assemblies of nanoparticles electrostatically organized on DNA scaffolds.</a> Nat Mater. 2, 272-277 (2003).</li>
<li>DeVries, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Divalent+Metal+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Divalent Metal Nanoparticles.</a> Science. 315, 358-361 (2007).</li>
<li>Kim, B. Y., Shim, I. -B., Monti, O. L. A., Pyun, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+self-assembly+of+gold+nanoparticle+chains+using+dipolar+core-shell+colloids%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Commun%22%5BJournal%5D)">Magnetic self-assembly of gold nanoparticle chains using dipolar core-shell colloids.</a> Chem. Commun. 47, 890-892 (2011).</li>
<li>Wang, L. B., Xu, L. G., Kuang, H., Xu, C. L., Kotov, N. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+Nanoparticle+Assemblies%5BTitle%5D)+AND+%22Acc.+Chem.+Res%22%5BJournal%5D)">Dynamic Nanoparticle Assemblies.</a> Acc. Chem. Res. 45, 1916-1926 (2012).</li>
<li>Tang, Z., Kotov, N. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((One-Dimensional+Assemblies+of+Nanoparticles%3A+Preparation%2C+Properties%2C+and+Promise%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">One-Dimensional Assemblies of Nanoparticles: Preparation, Properties, and Promise.</a> Adv. Mater. 17, 951-962 (2005).</li>
<li>Keng, P. Y., Shim, I., Korth, B. D., Douglas, J. F., Pyun, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+Self-Assembly+of+Polymer-Coated+Ferromagnetic+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Synthesis and Self-Assembly of Polymer-Coated Ferromagnetic Nanoparticles.</a> ACS Nano. 1, 279-292 (2007).</li>
<li>Shim, M., Guyot-Sionnest, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Permanent+dipole+moment+and+charges+in+colloidal+semiconductor+quantum+dots%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Permanent dipole moment and charges in colloidal semiconductor quantum dots.</a> J. Chem. Phys. 111, 6955-6964 (1999).</li>
<li>Nakata, K., Hu, Y., Uzun, O., Bakr, O., Stellacci, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chains+of+Superparamagnetic+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Chains of Superparamagnetic Nanoparticles.</a> Adv. Mater. 20, 4294-4299 (2008).</li>
<li>Tang, Z., Kotov, N. A., Giersig, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spontaneous+Organization+of+Single+CdTe+Nanoparticles+into+Luminescent+Nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Spontaneous Organization of Single CdTe Nanoparticles into Luminescent Nanowires.</a> Science. 297, 237-240 (2002).</li>
<li>Zhang, H., Wang, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlling+the+Growth+of+Charged-Nanoparticle+Chains+through+Interparticle+Electrostatic+Repulsion%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Controlling the Growth of Charged-Nanoparticle Chains through Interparticle Electrostatic Repulsion.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 47, 3984-3987 (2008).</li>
<li>Yang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanistic+investigation+into+the+spontaneous+linear+assembly+of+gold+nanospheres%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Chem.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Mechanistic investigation into the spontaneous linear assembly of gold nanospheres.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 12, 11850-11860 (2010).</li>
<li>Keng, P. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Colloidal+Polymerization+of+Polymer-Coated+Ferromagnetic+Nanoparticles+into+Cobalt+Oxide+Nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Colloidal Polymerization of Polymer-Coated Ferromagnetic Nanoparticles into Cobalt Oxide Nanowires.</a> ACS Nano. 3, 3143-3157 (2009).</li>
<li>Xia, H., Su, G., Wang, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size-Dependent+Electrostatic+Chain+Growth+of+pH-Sensitive+Hairy+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Size-Dependent Electrostatic Chain Growth of pH-Sensitive Hairy Nanoparticles.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 52, 3726-3730 (2013).</li>
<li>Wang, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unconventional+Chain-Growth+Mode+in+the+Assembly+of+Colloidal+Gold+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Unconventional Chain-Growth Mode in the Assembly of Colloidal Gold Nanoparticles.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 51, 8021-8025 (2012).</li>
<li>Wang, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Homo-+and+Co-polymerization+of+Polysytrene-block-Poly%28acrylic+acid%29-Coated+Metal+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Homo- and Co-polymerization of Polysytrene-block-Poly(acrylic acid)-Coated Metal Nanoparticles.</a> ACS Nano. 8, 8063-8073 (2014).</li>
<li>Fred Hutchinson Cancer Research Center. Electron Microscopy Procedures Manual. , Available from: 
 <a target="_blank" href="http://sharedresources.fhcrc.org/training/electron-microscopy-procedures-manual">http://sharedresources.fhcrc.org/training/electron-microscopy-procedures-manual</a> (1973).</li>
<li>Fred, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlled+Nucleation+for+Regulation+of+Particle-size+in+Monodisperse+Gold+Suspensions%5BTitle%5D)+AND+%22Nature-Phys.+Sci%22%5BJournal%5D)">Controlled Nucleation for Regulation of Particle-size in Monodisperse Gold Suspensions.</a> Nature-Phys. Sci. 241, 20-22 (1973).</li>
<li>Gole, A., Murphy, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Azide-Derivatized+Gold+Nanorods%3A+Functional+Materials+for+%E2%80%9CClick%E2%80%9D+Chemistry%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Azide-Derivatized Gold Nanorods: Functional Materials for “Click” Chemistry.</a> Langmuir. 24, 266-272 (2007).</li>
<li>Lin, Z. -H., Yang, Z., Chang, H. -T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+Fluorescent+Tellurium+Nanowires+at+Room+Temperature%5BTitle%5D)+AND+%22Cryst.+Growth+Des%22%5BJournal%5D)">Preparation of Fluorescent Tellurium Nanowires at Room Temperature.</a> Cryst. Growth Des. 8, 351-357 (2007).</li>
<li>Xia, Y. N., Xiong, Y. J., Lim, B., Skrabalak, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shape-Controlled+Synthesis+of+Metal+Nanocrystals%5BTitle%5D)+AND+%22Simple+Chemistry+Meets+Complex+Physics%3F+Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Shape-Controlled Synthesis of Metal Nanocrystals.</a> Simple Chemistry Meets Complex Physics? Angew. Chem. Int. Ed. 48, 60-103 (2009).</li>
<li>Chen, H. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Encapsulation+of+Single+Small+Gold+Nanoparticles+by+Diblock+Copolymers%5BTitle%5D)+AND+%22ChemPhysChem%22%5BJournal%5D)">Encapsulation of Single Small Gold Nanoparticles by Diblock Copolymers.</a> ChemPhysChem. 9, 388-392 (2008).</li>
<li>Kang, Y., Taton, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlling+Shell+Thickness+in+Core%E2%88%92Shell+Gold+Nanoparticles+via+Surface-Templated+Adsorption+of+Block+Copolymer+Surfactants%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Controlling Shell Thickness in Core−Shell Gold Nanoparticles via Surface-Templated Adsorption of Block Copolymer Surfactants.</a> Macromolecules. 38, 6115-6121 (2005).</li>
<li>Kang, Y., Taton, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Core%2FShell+Gold+Nanoparticles+by+Self-Assembly+and+Crosslinking+of+Micellar.+Block-Copolymer+Shells%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Core/Shell Gold Nanoparticles by Self-Assembly and Crosslinking of Micellar. Block-Copolymer Shells.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 44, 409-412 (2005).</li>
<li>Chen, Y., Cui, H., Li, L., Tian, Z., Tang, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlling+micro-phase+separation+in+semi-crystalline%2Famorphous+conjugated+block+copolymers%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Controlling micro-phase separation in semi-crystalline/amorphous conjugated block copolymers.</a> Polymer Chemistry. 5, 4441-4445 (2014).</li>
<li>Bates, F. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymer-Polymer+Phase+Behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Polymer-Polymer Phase Behavior.</a> Science. 251, 898-905 (1991).</li>
<li>Zhang, L. F., Shen, H. W., Eisenberg, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phase+separation+behavior+and+crew-cut+micelle+formation+of+polystyrene-b-poly%28acrylic+acid%29+copolymers+in+solutions%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Phase separation behavior and crew-cut micelle formation of polystyrene-b-poly(acrylic acid) copolymers in solutions.</a> Macromolecules. 30, 1001-1011 (1997).</li>
<li>Yu, Y., Zhang, L., Eisenberg, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Morphogenic+Effect+of+Solvent+on+Crew-Cut+Aggregates+of+Apmphiphilic+Diblock+Copolymers%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Morphogenic Effect of Solvent on Crew-Cut Aggregates of Apmphiphilic Diblock Copolymers.</a> Macromolecules. 31, 1144-1154 (1998).</li>
<li>Liu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Toroidal+Micelles+of+Polystyrene-block-Poly%28acrylic+acid%29%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Toroidal Micelles of Polystyrene-block-Poly(acrylic acid).</a> Small. 7, 2721-2726 (2011).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Szczegóły mechanistyczne syntez zostały przedstawione i omówione w poprzednich publikacjach. 20,21 W tym miejscu skupimy się na przesłankach warunków syntetycznych. Do polimeryzacji nanocząstek preferowane jest stosowanie nanocząstek o jednolitej wielkości. Postępujemy zgodnie z procedurami literaturowymi, aby uzyskać jednorodne nanocząstki Au, 23 nanopręty Au24 i nanodruty Te. 25 Ogólnie rzecz biorąc, lepszą jednorodność wielkości można uzyskać, gdy etapy zarodkowania i wzrost...

Pomimo ogromnego postępu w syntezie nanocząstek w ciągu ostatnich dwóch dekad, ich uporządkowane składanie pozostaje wielkim wyzwaniem. Nasze syntetyczne zdolności w łączeniu podstawowych elementów budulcowych mają kluczowe znaczenie dla badania i wykorzystywania ich synergicznych efektów i właściwości zbiorowych. W związku z tym opracowanie nowych szlaków reakcji i zbadanie mechanizmów leżących u ich podstaw jest krokiem w kierunku racjonalnej syntezy złożonych nanourządzeń. 
Wśród bogatej różnorodności strukturalnej możliwych zespołów nanocząstek, jednowymiarowe (1D) łańcuchy okazały się użyteczne w nanoelektronice, optoelektronice i biosensorach. 1-4 Zazwyczaj samoorganizacja nanocząstek w struktury przypominające łańcuchy wymaga magnetycznych lub elektrycznych oddziaływań dipolowych, anizotropowego odpychania elektrostatycznego lub zewnętrznych szablonów. 5-11 Do montażu indukowanego dipolem potrzebne są nanocząstki z trwałymi dipolami, takie jak nanocząstki magnetyczne i nanocząstki półprzewodnikowe w specjalnych środowiskach. 12-15 W przypadku nanocząstek bez stałego dipola wykazano, że stosunkowo słabsze odpychanie elektrostatyczne na końcach łańcuchów nanocząstek może sprzyjać selektywnemu przyłączaniu się nanocząstek do nich, a tym samym wzrostowi łańcucha 1D. 16,17 Ponieważ nanocząstki mogą agregować się ze sobą i z oligomerami, agregacja często przebiega zgodnie z wewnętrznym trybem przyrostowym, co prowadzi do krótkiej długości łańcucha i braku kontroli nad rozgałęzieniami. Wreszcie, nanocząstki mogą być adsorbowane na matrycach 1D w celu utworzenia łańcuchów, ale zwykle bardzo trudno jest osiągnąć bezpieczne zakotwiczenie i uniknąć przerw między nanocząstkami. 
Przy tych istniejących metodach, hetero-montaż lub "kopolimeryzacja" nanocząstek jest szczególnie trudna. Kilka pionierskich prac wykazało "kopolimeryzację" krótkich łańcuchów nanocząstek wykorzystujących dipol magnetyczny18 lub odpychanie elektrostatyczne. Rozdział 19
Ostatnio informowaliśmy o homo- i kopolimeryzacji nanocząstek pokrytych PSPAA w łańcuchy. 20,21 Ten nowy szlak syntezy obejmuje łatwą syntezę koloidalną i ogólne zastosowanie różnych typów nanocząstek. Pozwala na tworzenie ultradługich łańcuchów bez rozgałęzień i umożliwia łatwą kontrolę ich długości i szerokości (łańcuchy jedno-, dwu- i trzyliniowe). Co najważniejsze, losowe i kopolimery nanocząstek mogą być syntetyzowane przy lepszej kontroli strukturalnej. W tej pracy udostępniamy protokoły wideo dla powiązanych syntez, mając na celu przedstawienie szczegółowej demonstracji i prezentacji.

<table><tbody><tr><td>Trójwodny chlorek złota(III), odczynnik ACS, &ge; 49,0% na bazie Au</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G4022</td><td>HAuCl4</td></tr><tr><td>Cytrynian sodu dwuwodny, 99%</td><td>Alfa Aesar</td><td>A12274</td><td></td></tr><tr><td>Borowodorek sodu, &ge; 99%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>71321,</td> bromek heksadecylotrimetyloamoniowy Fluka<td></td></tr><tr><td>, &ge; 98%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>H5882</td><td></td></tr><tr><td>CTAB Azotan srebra, 99,9999% na bazie metali śladowych</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>204390</td><td></td></tr><tr><td>Kwas L-askorbinowy, BioXtra, &ge; 99,0%, krystaliczny</td> dwutlenek telluru <td>Sigma-Aldrich</td><td>A5960</td><td></td></tr><tr><td>, &ge; 99%&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>243450</td><td></td></tr><tr><td>Monohydrat hydrazyny, 64-65%, klasa odczynnika, 98%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>207942</td><td></td></tr><tr><td>Kwas poli(styreno-b-akrylowy) (PS154-PAA49)</td><td>Źródło polimeru</td><td>P4673A-SAA</td><td>PS16000-PAA3500</td></tr><tr><td>Poli(styren-b-akrylowy) (PS144-PAA 28)Źródło</td> <td>polimeru</td><td>P4002-SAA</td><td>PS15000-PAA1600</td></tr><tr><td>2-naftalenotiol, &ge; 99,0% (GC)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>88910, Fluka</td><td></td></tr><tr><td>Dodecylosiarczan< sodu, 99%</td>Jednościenne nanorurki węglowe <td>Alfa Aesar</td><td>A11183</td><td></td></tr><tr><td>, 99% ultra czysty</td><td>NanoIntegris</td><td>PC10344a</td><td></td></tr><tr><td>Wodorotlenek sodu</td><td>Sinopharm</td><td>S1900136</td><td></td></tr><tr><td>1,2-dipalmitoilo-sn/em>-glicero-3-fosfotioetanol (sól sodowa)</td><td>Avanti polarne lipidy</td><td>870160P</td><td>PSH</td></tr><<tr><td>em>N,N-dimetyloformamid</td><td>Merck</td><td>SA4s640012</td><td></td></tr><tr><td>Etanol, absolut</td><td>Fischer</td><td>E/0650DF/17</td><td></td></tr><tr><td>Kwas solny, 37%</td><td>Dobrze 10189005 miodowy</td><td></td><td>Rozcieńczyć do 1&nbsp; M przed użyciem</td></tr></tbody></table>

wykorzystanie nanocząstek metali pokrytych blokiem polistyrenu (kwas akrylowy) jako monomerów do ich homo- i kopolimeryzacji

Using Polystyrene-block-poly(acrylic acid)-coated Metal Nanoparticles as Monomers for Their Homo- and Co-polymerization

Prezentujemy metodę "polimeryzacji" nanocząstek w długie łańcuchy bez bocznych rozgałęzień. Różne nanocząstki są zamknięte w powłokach z poli(kwasu akrylowego) (PSPAA) w bloku polistyrenowym, a następnie wykorzystywane jako monomery do ich samoorganizacji. Wiadomo, że sferyczne micele PSPAA po potraktowaniu kwasem łączą się w cylindryczne micele. Wykorzystując tę tendencję, nanocząstki typu rdzeń-powłoka są indukowane do agregacji, łączenia, a następnie przekształcania się w długie łańcuchy. Gdy stosuje się więcej niż jeden rodzaj nanocząstek, można otrzymać losowe i blokowe "kopolimery" nanocząstek. Podano szczegółowe procedury dotyczące enkapsulacji nanocząstek w ramach PSPAA, homo- i kopolimeryzacji nanocząstek typu rdzeń-powłoka, separacji i oczyszczania powstałych łańcuchów nanocząstek. Przedstawiono również przemiany łańcuchów jednoliniowych na łańcuchy dwu- i trzyliniowe. Synergia między powłoką polimerową a osadzonymi nanocząstkami prowadzi do niezwykłego trybu polimeryzacji opartej na wzroście łańcucha, dając długie łańcuchy nanocząstek, które różnią się od produktów tradycyjnego procesu agregacji przyrostowej.

Monomery i łańcuchy nanocząsteczek charakteryzuje się za pomocą TEM. Rysunek 1 przedstawia reprezentatywne obrazy TEM monomerów enkapsulowanych w PSPAA, potwierdzając ich morfologię i rozmiary (Rysunek 1). Ponieważ po „polimeryzacji” w próbce zazwyczaj pozostają niektóre monomery, próbkę przed analizą TEM zwykle oczyszcza się i zagęszcza. Podczas przygotowania próbek do TEM zastosowano barwienie poprzez zmieszanie roztworu próbki z 1% molibdenem amonu, aby zapewnić wyraźny kontrast powło...

Raportujemy protokoły "polimeryzacji" różnych typów nanocząsteczek metalowych w kapsułkach polimerowych w długie łańcuchy "homo-" i "kopolimerów".

Wykorzystanie nanocząstek metali pokrytych blokiem polistyrenu (kwas akrylowy) jako monomerów do ich homo- i kopolimeryzacji

We present a template-free method for &#8220;polymerizing&#8221; nanoparticles into long chains without side branches. A variety of nanoparticles are ...

Ogólnym celem niniejszej procedury jest zestawienie różnych typów metalicznych nanocząstek enkapsulowanych w polimerze w długie łańcuchy homo- i kopolimerów. Jest to osiągane poprzez wstępną syntezę nanocząstek metalu o różnych rozmiarach i morfologiach. Drugim krokiem jest enkapsulacja nanocząstek polimerami blokowymi polistyrenu i kwasu poliakrylowego (P-S-P-A-A).Następnie nanocząstki zamknięte w polimerze są łączone w łańcuchy poprzez inkubację w warunkach kwasowych. Alternatywnie, poprzez łączenie łańcuchów z różnych nanocząstek, można uzyskać strukturę heterozłożoną. Ostatecznie wykorzystuje się transmisyjną mikroskopię elektronową do monitorowania morfologii nanocząstek, stopnia ich zamknięcia w polimerze oraz powstałych łańcuchów.Główną zaletą tej techniki w porównaniu z istniejącą metodą, która zazwyczaj wymaga momentów przejścia dla montażu liniowego, jest to, że umożliwia ona nie tylko tworzenie homołańcuchów nanocząstek, ale także heteromontaż różnych nanocząstek. Pomysł ten pojawił się, gdy po raz pierwszy zaobserwowaliśmy przekształcenie komórek poly mice z sferycznych w cylindryczne po poddaniu ich działaniu kwasu. Należy rozpocząć tę procedurę od syntezy nanocząstek metali, w tym nanocząstek złota i nanowąsów delirium, zgodnie z opisem w protokole tekstowym.Aby najpierw inkapsulować nanocząsteczki złota w P-S-P-A-A, należy oczyścić roztwór nanocząsteczek złota, dodając trzy mililitry świeżo zsyntetyzowanego roztworu nanocząsteczek złota do dwóch probówek do mikrocentryfugi. Odwiruj roztwór z prędkością 16 000 ×g przez 15 minut, a następnie usuń nadsącz. Rozcieńcz zagęszczony roztwór 160 µL wody dejonizowanej.Następnie przygotuj roztwór zapasowy P-S-P-A-A, rozpuszczając 8 mg P-S-P-A-A w 1 mL DIMETYLOFORMAMIDU lub DMF. Następnie przygotuj roztwór P-S-P-A-A, mieszając 740 µL DMF z 80 µL roztworu zapasowego. Do szklanej fiolki dodaj nanocząsteczki złota do 820 µL roztworu P-S-P-A-A.Końcowa mieszanina ma objętość jednego mililitra, przy stosunku DMF do wody wynoszącym 4,5 do 1. Następnie dodaj 40 µL PSH i etanolu w stężeniu 2 mg/mL, aby uczynić powierzchnię nanocząstek hydrofobową. Inkubuj mieszaninę w temperaturze 110 °C przez dwie godziny, aby umożliwić samozespół polimerów, a następnie powoli schładzaj roztwór w kąpieli olejowej do temperatury pokojowej, aby enkapsulować nanorurki węglowe w P-S-P-A-A. Pierwsza mieszanina: 730 µL DMF z 80 µL roztworu zapasowego P-S-P-A-A.Następnie odważ około 0,2 miligrama jednościennych nanorurek węglowych, aby uzyskać 0,05 miligrama nanorurek węglowych. Odmierz objętość stanowiącą około jednej czwartej odważonej próbki. Następnie wprowadź ją do roztworu P-S-P-A-A i sonikuj mieszaninę w kąpieli z wody lodowej, aż powstanie przezroczysty, ciemny roztwór.Następnie, po kroplowym dodaniu 180 µL wody dejonizowanej do roztworu, końcowa mieszanina osiągnie objętość 990 µL przy stosunku DMF do wody wynoszącym 4,5:1; roztwór należy poddać sonikacji w temperaturze około 50 °C przez dwie godziny, a następnie powoli schłodzić go do temperatury pokojowej. Aby przygotować sferyczne micele P-S-P-A-A, należy dodać 80 µL roztworu stokowego P-S-P-A-A do 740 µL DMF. Następnie dodaje się 180 µL wody, co zapewnia roztworowi stosunek DMF do wody wynoszący 4,5:1.Inkubować roztwór polimeru w temperaturze 110 °C przez dwie godziny, a następnie powoli schłodzić go do temperatury pokojowej, aby przeprowadzić homopolimeryzację. Syntetyzować jednowymiarowe łańcuchy z nanocząsteczek złota w P-S-P-A-A poprzez oczyszczanie nanocząsteczek.Rozcieńczyć 800 µl syntetyzowanych nanocząsteczek złota w P-S-P-A-A w 11,2 ml wody. Rozdzielić roztwór do poszczególnych probówek do mikrowirówki i wirować je przy 16 000 ×g przez 30 minut, usunąć i odrzucić nadsącz, a następnie dodać 1,5 ml wodorotlenku sodu do każdej probówki. Następnie ponownie wirować probówki przy 16 000 ×g przez 30 minut, aby usunąć nadsącz.Następnie, w szklanej fiolce, zdysperguj połączone i skoncentrowane nanocząsteczki złota inkapsulowane w P-S-P-A-A w 1 mL wody z DMF w stosunku sześć do jednego. Następnie dodaj 5 µL 1 M kwasu solnego (HCl) i inkubuj mieszaninę w temperaturze 60 °C przez dwie godziny, aby umożliwić agregację, koalescencję i transformację morfologiczną nanocząsteczek typu rdzeń-powłoka. W tym momencie roztwór łańcuchów nanocząsteczek ENE zawiera produkt w postaci łańcuchów nanocząsteczek, krótkich łańcuchów oraz klastrów.Powstają duże aglomeraty nanocząsteczek. W PSPA mono opróżniam komórki z DMF oraz nadmiaru kwasu. Aby oczyścić łańcuchy nanocząsteczek.Najpierw usuń puste komórki P-S-P-A-A d, m, F oraz kwas poprzez rozcieńczenie 800 µL zsyntetyzowanego roztworu 11,2 mL wodorotlenku sodu. Następnie rozdziel roztwór do poszczególnych probówek do mikrowirówki i wiruj je przy 16 000 ×g przez 30 minut, dodając 1,5 mL wodorotlenku sodu w celu rozcieńczenia stężonych roztworów przed ponownym wirowaniem probówek. Podobnie jak wcześniej, powtórz ten krok jeszcze raz.Otrzymany roztwór zawiera produkt, łańcuchy nanocząstek, krótkie łańcuchy i klastry, a także nanocząstki złota oraz PSPA. Aby oddzielić monomery i wzbogacić frakcję łańcuchów nanocząstek złota za pomocą różnicowego wirowania, wiruj probówkę z prędkością 300 ×g przez 25 minut w celu wyizolowania i usunięcia większych konglomeratów. Zbierz nadsącz, a następnie wiruj go z prędkością 2000 ×g przez 30 minut.Teraz należy usunąć nadsącz zawierający głównie monomery oraz krótkie łańcuchy i klastry. Zebrać roztwór z dna, rozcieńczyć go w 1,5 ml wodorotlenku sodu i wirować przy 2000 ×g przez 20 minut, aby usunąć nadmiar monomerów. Powtórzyć ten proces jeszcze raz, aby przeprowadzić blokową kopolimeryzację nanodrutów z nanocząsteczkami złota.Najpierw należy oczyścić 16 nm nanocząstki złota w P-S-P-A-A oraz nanodruty TELLIRIUM w P-S-P-A-A w sposób opisany wcześniej. Następnie zdysperguj skoncentrowany NANODRUT TELLIRIUM w P-S-P-A-A w jednym mililitrze mieszaniny wody 6:1D MF. Dodaj dwa mikrolitry jednomolowego kwasu solnego (HCL) i inkubuj mieszaninę w temperaturze 60 °C przez 20 minut.Następnie do stężonych 16 nm nanocząsteczek złota i P-S-P-A-A dodaje się dodatkowe 3 µL 1 M HCl. Mieszaninę inkubuje się w temperaturze 60 °C przez dwie godziny, a następnie schładza roztwór do temperatury pokojowej. Przedstawione tutaj obrazy TEM ukazują 16 nm nanocząsteczki złota i monomery P-S-P-A-A, a także 32 nm nanocząsteczki złota i monomery P-S-P-A-A; pokazano również monomery nanorurek węglowych w P-S-P-A-A oraz monomery P-S-P-A-A w komórkach; tutaj przedstawiono obrazy TEM homopolimerów nanocząsteczek złota.Przedstawiono pojedyncze łańcuchy 16 nanometrowych nanocząsteczek złota w P-S-P-A-A, a także pojedyncze łańcuchy 32 nanometrowych nanocząsteczek złota w P-S-P-A-A; te obrazy TEM pokazują, że kopolimery nanocząsteczek zaprezentowane tutaj to łańcuchy randomowe 16 nanometrowych nanocząsteczek złota w P-S-P-A-A oraz 32 nanometrowych nanocząsteczek złota. W P-S-P-A-A pokazano również łańcuchy blokowe nanodrutów telluru w P-S-P-A-A oraz 16 nanometrowych nanocząsteczek złota w P-S-P-A-A. Podczas wykonywania tej procedury ważne jest pamiętanie o zastosowaniu precyzyjnej objętości, ponieważ zachowanie polimeru jest bardzo wrażliwe na kombinację pH i rozpuszczalnika.

using-polystyrene-block-poly-acrylic-acid-coated-metal-nanoparticles

Research

JoVE Journal

Chemistry

Chemia

Opis tworzenia polimerowej mikrosieci przy użyciu techniki fotopolimeryzacji na chipie. Opisano również wysokoprzepustową charakterystykę powierzchni z wykorzystaniem mikroskopii sił atomowych, pomiarów kąta zwilżania wodą, rentgenowskiej spektroskopii fotoelektronowej, spektrometrii mas jonów wtórnych czasu przelotu oraz testu adhezji komórek.

Polimerowe mikromacierze do wysokoprzepustowego odkrywania biomateriałów

Przedstawiono metodologię przeprowadzania eksperymentów z mikroskopią siły tarcia dla szczotek stykowych: Dwie szczotki polimerowe, które są szczepione z (a) substratów i (b) sond koloidalnych, są przesuwane, aby pokazać, że dzięki zastosowaniu dwóch stykających się niemieszających się systemów szczotek, tarcie w stykach ślizgowych jest zmniejszone w porównaniu do mieszalnych systemów szczotek.

Pomiary preparatyki i mikroskopii siły tarcia niemieszających się, przeciwstawnych szczotek polimerowych

Opisano metodę polimeryzacji rodnikowej funkcjonalizowanych monomerów winylu z przeniesieniem atomu przy użyciu perylenu jako fotokatalizatora światła widzialnego.

Polimeryzacja rodnikowa z przeniesieniem atomu funkcjonalizowanych monomerów winylowych przy użyciu perylenu jako fotokatalizatora światła widzialnego

Przedstawiono protokół syntezy i przygotowania nanocząstek składających się z elektroaktywnych polimerów.

Elektroaktywne nanocząstki polimerowe wykazujące właściwości fototermiczne

Kluczowe etapy żywej anionowej polimeryzacji eteru fenyloglicydylowego (PheGE) na glikolu metoksy-polietylenowym (mPEG-b-PPheGE) są opisane. Otrzymane micele kopolimeru blokowego (BCM) obciążono doksorubicyną w 14% (wag.) i uzyskano trwałe uwalnianie leku przez 4 dni w fizjologicznie istotnych warunkach.

Polimeryzacja anionowa kopolimeru amfifilowego do otrzymywania miceli kopolimeru blokowego stabilizowanego oddziaływaniami π-π stacking

Opisane są protokoły wytwarzania degradowalnych termoresponsywnych hydrożeli opartych na sieciowaniu hydrazonów polimerowych oligomerów na skalę masową, mikroskalową i nanoskalę, przy czym ta ostatnia służy do przygotowania zarówno nanocząstek żelowych, jak i nanowłókien.

Wytwarzanie degradowalnych termoczułych hydrożeli w różnych skalach długości za pomocą wytłaczania reaktywnego, mikrofluidyki, samoorganizacji i elektroprzędzenia

Przedstawiono protokół wytwarzania pustych w środku cząstek polimeru i mikrokapsułek metodą polimeryzacji rodnikowej przy użyciu emulsji składających się ze styrenu, perfluoro-n-oktanu i wodnego roztworu SDS (dodecylosiarczan sodu).

Otrzymywanie pustych w środku cząstek polistyrenu i mikrokapsułek przez radykalną polimeryzację kropelek janusa składających się z olejów węglowodorowych i fluorowęglowodorowych

Ta praca przedstawia przygotowanie biokompatybilnych kopolimerów blokowych (mBG) funkcjonalizowanych metioniną metodą odwracalnego transferu łańcucha addycyjno-fragmentacyjnego (RAFT). Zbadano również zdolność do kompleksowania plazmidowego DNA otrzymanych mBG oraz skuteczność ich transfekcji. Metoda RAFT jest bardzo korzystna w przypadku polimeryzacji monomerów zawierających specjalne grupy funkcyjne.

Biokompatybilne kopolimery blokowe funkcjonalizowane metioniną do celowanego dostarczania plazmidowego DNA

Samoorganizacja sterowana krystalizacją (CDSA) wykazuje unikalną zdolność do wytwarzania cylindrycznych nanostruktur o wąskich rozkładach długości. Wykazano organokatalizowaną polimeryzację ε-kaprolaktonu z otwarciem pierścienia oraz późniejsze wydłużenia łańcuchów metakrylanu metylu i N,N-dimetyloakrylamidu. Przedstawiono żywy protokół CDSA, który wytwarza cylindry monodyspersyjne o długości do 500 nm.

Synteza monodyspersyjnych cylindrycznych nanocząstek poprzez samoorganizację biodegradowalnych kopolimerów blokowych sterowaną krystalizacją

Struktura roztworu NMR peptydu modelowego metalochaperonu z Cu (I) została określona, a szczegółowy protokół od przygotowania próbki i zbierania danych 1D i 2D do struktury trójwymiarowej jest opisany.

Oznaczanie struktury i koordynacji kompleksów peptyd-metal metodą 1D i 2D 1H NMR

Poznaj metodę syntezy i montażu nanocząstek metali pokrytych polimerem P-S-P-A-A w długie łańcuchy homo- i kopolimerów. Technika ta umożliwia tworzenie nowych materiałów nanotechnologicznych.

Wykorzystanie nanocząstek metali pokrytych blokiem polistyrenu (kwas akrylowy) jako monomerów do ich homo- i kopolimeryzacji

Przeglądaj więcej filmów