Metoda "plug and play" do tworzenia dyspergowalnych w wodzie nanozespołów zawierających amfifilowy polimer, barwniki organiczne i nanocząstki przekształcające się w górę

Ogólnym celem tego protokołu jest pokazanie, w jaki sposób syntetyzowane są nanocząstki przekształcające się w górę i jak można je otoczyć cząsteczkami barwnika organicznego w celu przygotowania dyspersyjnych w wodzie nanozespołów. Metoda ta może odpowiedzieć na pytania z dziedziny nanotechnologii i fotochemii, takie jak sposób przenoszenia nanocząstek z rozpuszczalników organicznych do środowiska wodnego oraz jak utrzymać ich fotoreaktywność w wodzie. Główną zaletą naszej unikalnej metody log and play jest jej prostota i wszechstronność.

Procedura enkapsulacji może być stosowana do szeregu kombinacji nanocząstek i urządzeń organicznych. Połączenie nanocząstek konwertujących w górę i fotoaktywnych cząsteczek umożliwi dostęp do szerszej gamy leków, które wymagają aktywacji światłem UV. Ponadto metoda ta może dostarczyć informacji na temat transferu energii między nanocząstkami luminescencyjnymi a cząsteczkami barwnika organicznego.

Ogólnie rzecz biorąc, enkapsulacja nanocząstek wymaga szczególnej ostrożności, zwłaszcza w odniesieniu do etapu transferu fazowego. Na przykład błędy w sekwencji dodawania lub proporcjach odczynników mogą łatwo prowadzić do agregacji cząstek. Wizualna demonstracja tej metody ma kluczowe znaczenie, ponieważ technika enkapsulacji wiąże się z kilkoma trudnymi krokami.

W związku z tym wymaga precyzyjnego pomiaru czasu, ilości materiałów i temperatur. Najpierw umieść płaszcz grzewczy o pojemności 250 mililitrów na zwykłej płycie mieszającej i podłącz płaszcz do termopary. Umieść kolbę okrągłodenną o pojemności 250 mililitrów wyposażoną w mieszadło magnetyczne na płaszczu grzewczym.

Przy prawidłowym zacisku przymocuj adapter powietrza do lewej szyjki kolby z okrągłym dnem i podłącz ten adapter powietrza do przewodu schleck z plastikową rurką. Następnie przymocuj szklany adapter do prawej szyjki kolby z okrągłym dnem i przymocuj adapter termometru do szklanego adaptera. Włóż sondę temperatury do kolby przez adapter termometru i podłącz ją do termopary.

Przymocować destylację, głowicę do środka, szyjkę kolby z okrągłym dnem i umieścić korek na górze głowicy destylacyjnej. Podłącz głowicę do skraplacza, a następnie adapter do destylacji próżniowej i 50-mililitrową kolbę okrągłodenną. Następnie podłącz adapter do destylacji próżniowej do bełkotki przez plastikową rurkę.

Następne miejsce, jeden punkt 17 gramów octanu atrium, 0,439 grama octanu itum i 0,0727 grama octanu erbu do 250 mililitrowej okrągłej kolby dolnej, dodaj 30 mililitrów kwasu oleinowego i 75 mililitrów esseny do kolby. Za pomocą cylindra z podziałką podłączyć kolbę do przewodu z podwójnym kolektorem i przekręcić odpowiedni zawór, aby kolba była podłączona do przewodu azotowego. Włącz termoparę i ustaw temperaturę na 80 stopni Celsjusza.

Stopniowe podgrzewanie systemu do tej temperatury poprzez ustawienie termopary na ustawienie od 50 do 500 mililitrów. Po rozpuszczeniu wszystkich materiałów wyjściowych zdejmij płaszcz grzewczy i pozwól reakcji ostygnąć do 30 stopni Celsjusza. Gdy temperatura osiągnie 30 stopni Celsjusza, zdejmij głowicę destylacyjną, przełącz adapter powietrza z lewej szyjki na środkową szyjkę i zamknij lewą szyjkę korkiem.

Następnie powoli wprowadzaj próżnię do kolby reakcyjnej, obracając zawór na przewodzie od przewodu azotu do przewodu próżniowego. Gdy roztwór przestanie bulgotać, zwiększ temperaturę do 115 stopni Celsjusza z prędkością pięciu stopni Celsjusza na minutę. Po 15 minutach w temperaturze 115 stopni Celsjusza zdejmij płaszcz grzewczy i schłodzić reakcję do 50 stopni Celsjusza.

Następnie szybko przełącz konfigurację z powrotem na pierwotną formę, ponownie mocując głowicę destylacyjną do środkowej szyjki, a adapter powietrza do lewej szyjki. Podczas procesu chłodzenia dodać 74 gramy wodorotlenku sodu, 0,5 grama fluorku amonu do plastikowej butelki z nakrętką i rozpuścić odczynniki w 50 mililitrach metanolu metodą sonikacji po sonikacji. Wlać roztwór do kolby okrągłodennej o pojemności 250 mililitrów i przepłukać boki kolby pięcioma mililitrami metanolu.

Po pozostawieniu roztworu do mieszania w temperaturze 50 stopni przez 30 minut, zwiększyć temperaturę do 75 stopni Celsjusza, aby destylować metanol podczas destylacji, w razie potrzeby opróżnić kolbę zbiorczą. Po zakończeniu destylacji należy jak najszybciej podgrzać reakcję do 300 stopni Celsjusza pod ochroną azotu. Gdy temperatura osiągnie 300 stopni Celsjusza, utrzymuj tę temperaturę przez godzinę.

W razie potrzeby przykryj zestaw folią aluminiową, aby utrzymać temperaturę. Następnie usuń źródło ciepła, pozwalając reakcji ostygnąć do temperatury pokojowej. Po schłodzeniu do temperatury pokojowej podziel roztwór równomiernie na trzy 50-mililitrowe plastikowe probówki wirówkowe i napełnij każdą probówkę do skali 50 mililitrów za pomocą bezwodnej wirówki etanolu, wszystkie probówki pod ciśnieniem 3 400 razy G przez 15 minut.

Po wyrzuceniu nadnatantu ponownie zdyspergować nanocząstkę przekształcającą się w górę lub granulki UCNP w 7,5 mililitra heksanów i napełnić każdą probówkę etanolem do skali 50 mililitrów. Po odwirowaniu w temperaturze 3 400 razy G przez 15 minut, wyrzucić snat i ponownie rozproszyć stałe cnps U w 30 mililitrach chloroformu w probówce. Następnie przenieść roztwór do szklanej fiolki z sacjacją w celu dalszego użycia.

W tym momencie 25 miligramów polistyrenu, Ultima i wodorku lub PSMA w trzech mililitrach chloroformu. W fiolce scyntylacyjnej wyposażonej w mieszadło magnetyczne dodać do fiolki 250 mikrolitrów roztworu podstawowego chloroformu UCNP. Mieszaj roztwór w temperaturze pokojowej przez dwie godziny.

Następnie rozpuść 160 miligramów polieteroaminy 2070. W jednym mililitrze chloroformu dodać roztwór do fiolki scyntylacyjnej w jednej porcji za pomocą pipety. Po wymieszaniu roztworu przez noc w temperaturze pokojowej, należy dozować odpowiednią ilość cząsteczek barwnika organicznego do fiolki scyntylacyjnej w jednej porcji.

Następnie mieszaj powstały roztwór przez godzinę. Następnie usuń chloroform pod zmniejszonym ciśnieniem za pomocą wyparki obrotowej. Po zakończeniu dodać trzy mililitry 0,001 molowego wodnego roztworu wodorotlenku sodu do fiolki scyntylacyjnej i sonikować fiolkę, aż utworzy się mleczna zawiesina.

Po umieszczeniu fiolki z powrotem na wyparce obrotowej, ostrożnie usunąć pozostały chloroform, aż zawiesina zamieni się w klarowny roztwór. Następnie przenieś roztwór z fiolki scyntylacyjnej do dwóch stożkowych probówek wirówek o pojemności 1,5 mililitra, odwiruj roztwory w temperaturze 20, 600 razy G przez 25 minut. Po odrzuceniu supernatantu dodaj 1,5 mililitra wody dejonizowanej do każdej probówki i poddaj probówki sonifikacji, aby ponownie rozproszyć granulki w wodzie po odwirowaniu w tych samych warunkach, co poprzednio.

Odrzuć supernatant i dodaj 1,5 mililitra wody dejonizowanej do każdej probówki. Po ponownym rozproszeniu granulek w wodzie za pomocą filtra słonecznego każdą wodną próbkę dyspersji nanocząstek przepuszcza się przez filtr strzykawkowy o wielkości 0,2 mikrona w celu uzyskania próbek końcowych do dalszych badań. Po naświetleniu laserem w bliskiej podczerwieni o długości fali 980 nanometrów z próbki TPP UCNP wytwarzana jest zielona emisja, która jest przypisywana do emisji z atrium sodowego domieszkowanego erbem.

Nanocząstki fluorkowe przekształcające się w górę po napromieniowaniu zmieszanej próbki D-A-E-U-N-C-P światłem UV, bezbarwny izomer otwarty pierścieniem jest przekształcany w kolorowy pierścień. Zamknięty izomer i ekspozycja na światło widzialne wyzwala proces odwrotny. Jak to jest typowe dla diara Athene, żaden z izomerów otwartych pierścieni nie absorbuje się w widzialnym obszarze widma elektromagnetycznego.

Napromieniowanie izomerów otwartych pierścieniem światłem o długości 365 nanometrów daje ich zamknięte odpowiedniki. Zaobserwowano selektywny fotochrom, ponieważ dwa chromofory i zamknięte w powłoce polimerowej D-A-E-U-C-N-P mają dobrze oddzielone pasma absorpcyjne, co potwierdza wniosek, że amfifilowa powłoka polimerowa pomaga zachować wydajność reakcji foto w wodzie. Ponieważ pasma emisji z U CMP nakładają się na pasma absorpcyjne izomerów zamkniętych pierścieniowo, wygaszanie emisji U CMPs uzyskuje się poprzez proces transferu energii.

Gdy próbka jest napromieniowywana światłem widzialnym o długości fali większej niż 650 nanometrów, zamyka się tylko pierścień, izomery wracają do pierścienia, otwierają izomer, a czerwona emisja jest regenerowana. Podczas gdy zielona emisja jest nadal do pewnego stopnia wygaszona, po opanowaniu tej techniki można ją wykonać w ciągu 48 godzin, jeśli zostanie wykonana prawidłowo. Podejmując się tej procedury, należy pamiętać o dokładnym oczyszczeniu wszystkich naczyń szklanych, aby zapewnić pomyślną syntezę nanocząstek po ich rozwinięciu.

Technika ta utorowała drogę naukowcom w dziedzinie bioobrazowania. Umożliwiło im to stworzenie i zbadanie, w jaki sposób nanocząstki z przestrajalną fluorescencją mogą być wykorzystane do poprawy jakości obrazu. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak zsyntetyzować te nanocząstki konwertujące w górę i tworzyć nano zespoły zawierające te cząstki i cząsteczki barwnika organicznego.

Nie zapominaj, że praca z lantanowcami, rozpuszczalnikami organicznymi, pomieszczeniami wodnymi i podwyższonymi temperaturami może być bardzo niebezpieczna. Podczas wykonywania tej procedury należy zawsze podejmować środki ostrożności, takie jak noszenie środków ochrony osobistej.