Name: Wytwarzanie sferycznych i ślimakowatych nanokryształów micelarnych poprzez połączenie elektrorozpylania, samoorganizacji i kontroli struktury na bazie rozpuszczalnika (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-02-11T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 16 s
Description: Poznaj metodę wytwarzania nanokryształów micelarnych poprzez połączenie elektrorozpylania i samoorganizacji z kontrolą struktury. Technika ta umożliwia ciągłą, ekonomiczną produkcję nanobiomateriałów.

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 za wsparcie finansowe nagrody "Tysiąc Młodych Globalnych Talentów" od chińskiego rządu centralnego, nagrody "Shuang Chuang" od rządu prowincji Jiangsu, funduszu startowego od College of Engineering and Applied Sciences, Uniwersytetu Nanjing, Chiny, nagrody od Fundacji "Tian-Di", grantu z Funduszu Rozwoju Priorytetowego Programu Akademickiego Instytucji Szkolnictwa Wyższego w Jiangsu (PAPD), stypendium z Funduszu Nauk Przyrodniczych Prowincji Jiangsu.

Uwaga: Ze względu na użycie rozpuszczalników organicznych, wszystkie operacje powinny być wykonywane w dygestoriach chemicznych. Ze względu na zastosowanie wysokiego napięcia elektrycznego należy unikać kontaktu ciała z urządzeniem, gdy zasilanie jest włączone. Stosuj wszystkie odpowiednie praktyki bezpieczeństwa, takie jak stosowanie środków ochrony osobistej (okulary ochronne, rękawice, fartuch laboratoryjny, długie spodnie i buty z zakrytymi palcami). Zapoznaj się ze wszystkimi odpowiednimi kartami charakterystyki substancji niebezpiecznych (MSDS).
1. Konfiguracja materiałów
<ol>
	<li>Aby przygotować roztwór QD, rozpuść 10 mg hydrofobowych QD (szczytowa długość fali emisji fluorescencyjnej = 605 nm, użyte tutaj jako modelowe nanokryształy) w 20 ml rozpuszczalnika organicznego (chloroform do wytwarzania sferycznego kształtu miceli lub THF do wytwarzania kształtu miceli przypominającego robaka) i wirować przez 20 s.</li>
	<li>Aby przygotować roztwór PS-PEG, należy rozpuścić 100 mg PS-PEG (amfifilowy kopolimer blokowy, z segmentem PS 9,5 kDA i segmentem PEG 18,0 kDA) w 10 ml rozpuszczalnika organicznego (chloroform do wytwarzania kulistego kształtu miceli lub THF do wytwarzania kształtu przypominającego robaka). Mieszać roztwór przez wirowanie przez 1 minutę (chloroform) lub sonikować w kąpieli przez 2 minuty (THF).</li>
	<li>Wymieszać 1 ml roztworu QD i 1 ml roztworu PS-PEG i wirować przez 1 minutę. Dodać mieszaninę do strzykawki A. Strzykawka wykonana jest z PTFE.</li>
	<li>Aby przygotować roztwór PVA, rozpuść 400 mg PVA (13-23 kDa, 87-89% hydrolizaty) w 10 ml wody w podgrzewanej łaźni wodnej o temperaturze 60–80 °C przez 4–5 godzin. Przed użyciem poczekaj, aż roztwór PVA ostygnie do temperatury pokojowej.</li>
	<li>Dodać 5 ml roztworu PVA do strzykawki B. Strzykawka wykonana jest z PTFE.</li>
</ol>
2. Konfiguracja sprzętu
<ol>
	<li>Włóż wewnętrzną kapilarnę do zewnętrznego zespołu kapilary i delikatnie przykręć. Nie dokręcaj zbyt mocno. Rysunek 2 pokazuje ogólną konfigurację współosiowego systemu elektronatrysku. Wewnętrzna igła kapilarna to kapilara ze stali nierdzewnej o gramaturze 27 G (średnica zewnętrzna 500 μm; średnica wewnętrzna 300 μm), a zewnętrzna igła to trójdrożne złącze ze stali nierdzewnej o gramaturze 20 G (średnica zewnętrzna 1 000 μm; średnica wewnętrzna 500 μm). Zastosowana rurka PTEE ma średnicę wewnętrzną 1,8 mm.</li>
	<li>Załaduj strzykawkę A na pompę strzykawkową A, jak pokazano na <silna klasa="xfig">Rysunek 2. Podłączyć strzykawkę A do wewnętrznej kapilary ze stali nierdzewnej dyszy koncentrycznej elektronatrysku za pomocą rurki PTFE.</li>
	<li>Załaduj strzykawkę B na pompę strzykawkową B, jak pokazano na <silna klasa="xfig">Rysunek 2. Podłączyć strzykawkę B do zewnętrznej kapilary ze stali nierdzewnej dyszy koncentrycznej elektronatrysku za pomocą rurki PTFE.</li>
	<li>Umieść końcówkę dyszy koncentrycznej elektronatrysku około 0.8 cm nad uziemionym stalowym pierścieniem (średnica 1.5 cm).</li>
	<li>Umieść szklane naczynie zbiorcze około 10 cm poniżej dyszy koncentrycznej.</li>
	<li>Przy wyłączonym zasilaczu podłącz przewód uziemiający (przewód w <silna klasa="xfig">Rysunek 2) do uziemionego stalowego pierścienia.</li>
	<li>Przy wyłączonym zasilaczu podłącz dodatni zacisk (czerwony przewód w <silna klasa = "xfig" >Rysunek 2) zasilacza do wewnętrznej igły dyszy koncentrycznej za pomocą metalowego zacisku krokodylkowego.</li>
</ol>
3. Produkcja nanokryształów micelarnych
<ol>
	<li>Ustaw prędkość pompy strzykawkowej A na 0,6 ml/h.</li>
	<li>Ustaw prędkość pompy strzykawkowej B na 1,5 ml/h.</li>
	<li>Uruchomić obie pompy strzykawkowe i poczekać, aż ich odpowiednie natężenia przepływu ustabilizują się. Krople tworzące się na dyszy ze stałą prędkością wskazują na stabilne natężenie przepływu. Zwykle dzieje się to w ciągu 60 s po uruchomieniu pomp strzykawkowych. 
	UWAGA: W rurce nie powinno być pęcherzyków, a na dyszy koncentrycznej elektronatrysku powinny tworzyć się kropelki.</li>
	<li>Włącz zasilanie, aby przyłożyć dodatnie wysokie napięcie do dyszy koncentrycznej elektronatrysku. Dostosuj przyłożone napięcie w zakresie 5–9 kV, aż na końcu dyszy koncentrycznej (tj. strumienia zbieżnego, powszechnie znanego jako "stożek Taylora") zostanie zaobserwowany wklęsły stożek (tj. zbieżny strumień, powszechnie znany jako "stożek Taylora") (jak pokazano we wstawce <silnej klasy="xfig">Rysunek 3a). 
	Ostrzeżenie: Pamiętaj, aby nie dotykać dyszy elektrorozpylania, gdy przyłożone jest wysokie napięcie. Przestrzegaj odpowiednich środków ostrożności. 
	UWAGA: Niewystarczające przyłożone napięcie spowoduje tworzenie się kropel na końcówce dyszy (jak pokazano we wstawce <silna klasa="xfig">Rysunek 3b), podczas gdy zbyt wysokie przyłożone napięcie spowoduje powstanie łuku elektrycznego między dyszą a uziemionym stalowym pierścieniem.</li>
	<li>Po uzyskaniu stabilnego stożka Taylora (<silna klasa = "xfig" >Rysunek 3a) dodaj 10 ml dejonizowanej wody do czystego naczynia zbiorczego i umieść szklane naczynie zbiorcze w konfiguracji. Nowe naczynie będzie zbierało micelarny produkt nanokrystaliczny.</li>
	<li>Uruchom proces produkcji nanokryształów micelarnych na określony czas (przez około 40 minut w przypadku uzyskania kulistego kształtu miceli lub około 90 minut w przypadku uzyskania kształtu przypominającego robaka). Następnie wyjmij naczynie zbiorcze spod dyszy elektrorozpylania.</li>
	<li>Zatrzymać pompę strzykawkową A i B.</li>
	<li>Wyłącz zasilanie wysokiego napięcia.</li>
	<li>Pozostawić rozpuszczalnik organiczny do odparowania (w dygestorium) z odkrytego naczynia zbiorczego przez noc. 
	UWAGA: Sądząc po wynikach charakterystyki produktów micelarnych nanokrystalicznych, parowanie przez noc jest wystarczające do usunięcia rozpuszczalnika organicznego w celu uzyskania produktów o dobrej jakości.</li>
	<li>Na koniec przenieś micelarny produkt nanokrystaliczny do probówki wirówkowej o pojemności 15 ml w celu scharakteryzowania (np. spektroskopii fluorescencyjnej, dynamicznego rozpraszania światła, transmisyjnej mikroskopii elektronowej i analizy termicznej), aplikacji lub przechowywania. Końcowy płyn micelarny nanokrystaliczny należy przechowywać w lodówce w temperaturze 4 °C. 
	UWAGA: Produkt może pozostać stabilny w tych warunkach przechowywania przez co najmniej jeden miesiąc.</li>
</ol>

<ol><li>Nie, S., Xing, Y., Kim, G. J., Simons, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanotechnology+Applications+in+Cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Biomed.+Eng%22%5BJournal%5D)">Nanotechnology Applications in Cancer.</a> Annu. Rev. Biomed. Eng. 9, 257-288 (2007).</li>
<li>Smith, A. M., Ruan, G., Rhyner, M. N., Nie, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineering+Luminescent+Quantum+Dots+for+In+Vivo+Molecular+and+Cellular+Imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+Biomed.+Eng%22%5BJournal%5D)">Engineering Luminescent Quantum Dots for In Vivo Molecular and Cellular Imaging.</a> Annals Biomed. Eng. 34 (1), 3-14 (2006).</li>
<li>Heath, J. R., Davis, M. E. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3706454/">Nanotechnology and Cancer.</a> Annu. Rev. Medicine. 59, 251-265 (2008).</li>
<li>Pu, K., Chattopadhyay, N., Rao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+advances+of+semiconducting+polymer+nanoparticles+in+in+vivo+molecular+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Control.+Release%22%5BJournal%5D)">Recent advances of semiconducting polymer nanoparticles in in vivo molecular imaging.</a> J. Control. Release. 240, 312-322 (2016).</li>
<li>Swierczewska, M., Han, H. S., Kim, K., Park, J. H., Lee, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polysaccharide-based+nanoparticles+for+theranostic+nanomedicine%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Drug+Deliv.+Rev%22%5BJournal%5D)">Polysaccharide-based nanoparticles for theranostic nanomedicine.</a> Adv. Drug Deliv. Rev. 99, 70-84 (2016).</li>
<li>Gao, X. H., Yang, L. L., Petros, J. A., Marshal, F. F., Simons, J. W., Nie, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+molecular+and+cellular+imaging+with+quantum+dots%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">In vivo molecular and cellular imaging with quantum dots.</a> Curr. Opin. Biotechnol. 16 (1), 63-72 (2005).</li>
<li>Dubertret, B., Skourides, P., Norris, D. J., Noireaux, V., Brivanlou, A. H., Libchaber, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+imaging+of+quantum+dots+encapsulated+in+phospholipid+micelles%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">In vivo imaging of quantum dots encapsulated in phospholipid micelles.</a> Science. 298 (5599), 1759-1762 (2002).</li>
<li>Ruan, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+magnetic+manipulation+and+fluorescent+tracking+of+multiple+individual+hybrid+nanostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Simultaneous magnetic manipulation and fluorescent tracking of multiple individual hybrid nanostructures.</a> Nano Lett. 10 (6), 2220-2224 (2010).</li>
<li>Ruan, G., Winter, J. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alternating-color+quantum+dot+nanocomposites+for+particle+tracking%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Alternating-color quantum dot nanocomposites for particle tracking.</a> Nano Lett. 11 (3), 941-945 (2011).</li>
<li>Park, J. H., von Maltzahn, G., Ruoslahti, E., Bhatia, S. N., Sailor, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micellar+hybrid+nanoparticles+for+simultaneous+magnetofluorescent+imaging+and+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie-International+Edition%22%5BJournal%5D)">Micellar hybrid nanoparticles for simultaneous magnetofluorescent imaging and drug delivery.</a> Angewandte Chemie-International Edition. 47 (38), 7284-7288 (2008).</li>
<li>Torchilin, V. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PEG-based+micelles+as+carriers+of+contrast+agents+for+different+imaging+modalities%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Drug+Deliv.+Rev%22%5BJournal%5D)">PEG-based micelles as carriers of contrast agents for different imaging modalities.</a> Adv. Drug Deliv. Rev. 54 (2), 235-252 (2002).</li>
<li>Sun, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Examining+the+roles+of+emulsion+droplet+size+and+surfactant+in+the+interfacial+instability-based+fabrication+process+of+micellar+nanocrystals%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale+Research+Letters%22%5BJournal%5D)">Examining the roles of emulsion droplet size and surfactant in the interfacial instability-based fabrication process of micellar nanocrystals.</a> Nanoscale Research Letters. 12, 434(2017).</li>
<li>Ding, X. Y., Han, N., Wang, J., Sun, Y. X., Ruan, G. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2017/ra/c6ra28741g">Effects of organic solvents on the structures of micellar nanocrystals.</a> RSC Advances. 7 (26), 16131-16138 (2017).</li>
<li>Sailor, M., Park, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hybrid+nanoparticles+for+detection+and+treatment+of+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Materials%22%5BJournal%5D)">Hybrid nanoparticles for detection and treatment of cancer.</a> Adv. Materials. 24 (28), 3779-3802 (2012).</li>
<li>Jing, L. H., Ding, K., Kershaw, S. V., Kempson, T. M., Rogach, A. L., Gao, M. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetically+engineered+semiconductor+quantum+dots+as+multimodal+imaging+probes%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Materials%22%5BJournal%5D)">Magnetically engineered semiconductor quantum dots as multimodal imaging probes.</a> Adv. Materials. 26 (37), 6367-6386 (2014).</li>
<li>Bao, G., Mitragotri, S., Tong, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multifunctional+nanoparticles+for+drug+delivery+and+molecular+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Biomed.+Eng%22%5BJournal%5D)">Multifunctional nanoparticles for drug delivery and molecular imaging.</a> Annu. Rev. Biomed. Eng. 15, 253-282 (2013).</li>
<li>Mura, S., Couvreur, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanotheranostics+for+personalized+medicine%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Drug+Delivery+Rev%22%5BJournal%5D)">Nanotheranostics for personalized medicine.</a> Adv. Drug Delivery Rev. 64 (13), 1394-1416 (2012).</li>
<li>Louie, A. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multimodality+imaging+probes%3A+design+and+challenges%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Multimodality imaging probes: design and challenges.</a> Chem. Rev. 110 (5), 3146-3195 (2010).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Opisana w niniejszej pracy metoda wytwarzania nanokryształów micelarnych łączy w sobie elektrorozpylanie od góry do dołu, samoorganizację od dołu do góry i kontrolę struktury za pomocą rozpuszczalnika. Skuteczną i wygodną metodą kontroli jakości jest użycie stożka Taylora utworzonego na współosiowej końcówce dyszy. Dzieje się tak, ponieważ prawidłowo uformowany stożek Taylora wskazuje na równowagę (lub prawie równowagę) między siłą elektryczną a napięciem powierzchniowym, co z kolei wskazuje na pomyślne utworzenie mikror...

Nanokryształy, takie jak półprzewodnikowe kropki kwantowe (QD) i superparamagnetyczne nanocząstki tlenku żelaza (SPIONs) wykazały ogromny potencjał w zakresie biologicznego wykrywania, obrazowania, manipulacji i terapii1,2,3,4,5,6. Enkapsulacja jednego lub więcej nanokryształów w miceli jest szeroko stosowaną metodą łączenia nanokryształów ze środowiskami biologicznymi3,6. Powstałe w ten sposób nanokryształy micelarne (micele z zamkniętymi w obudowie nanokryształami) stały się wyłaniającą się klasą nanobiomateriałów7,8,9,10. Powszechnie stosowane metody wytwarzania miceli, które zawierają różne materiały (np. nanokryształy, leki małocząsteczkowe i barwniki) obejmują hydratację filmu, dializy i kilka innych7,11.
Niniejsza praca opisuje metodę wytwarzania nanokryształów micelarnych opartą na połączeniu elektrorozpylania od góry do dołu, samoorganizacji od dołu do góry i kontroli strukturalnej za pośrednictwem rozpuszczalnika. W porównaniu z innymi metodami wytwarzania nanokryształów micelarnych, nasza metoda oferuje kilka korzystnych cech: (1) Jest to w dużej mierze ciągły proces produkcyjny. Cecha ta wynika głównie z faktu, że w naszej metodzie stosuje się elektrospray do tworzenia kropelek emulsji. W przeciwieństwie do tego, niektóre inne metody wykorzystują wirowanie lub sonikację do tworzenia kropelek emulsji, co sprawia, że metody te są procesami wsadowymi w nature12. (2) Skutkuje to produktami o wysokiej dyspergowalności w wodzie, doskonałej stabilności koloidalnej i nienaruszonych funkcjach fizycznych zamkniętych nanokryształów. Proces ten może często dawać produkty o wyższej jakości w porównaniu z innymi metodami enkapsulacji miceli, w dużej mierze dlatego, że elektrospray może tworzyć bardzo drobne i jednolite kropelki emulsji. (3) Struktury produktów, w tym kształt miceli i liczba zamkniętych w kapsułkach nanokryształów, mogą być kontrolowane przez rozpuszczalnik, który jest znacznie tańszy w porównaniu z innymi sposobami kontroli, takimi jak zmiana zastosowanych polimerów amfifilowych, i może wytworzyć nie tylko powszechnie dostępny sferyczny kształt miceli, ale także kształt miceli podobny do robaka poprzez fuzję micel13. Stwierdzono, że powstałe w ten sposób nanokryształy micelarne w kształcie robaka oferują znacznie zmniejszony niespecyficzny wychwyt komórkowy niż kuliste odpowiedniki13. Z drugiej strony warto podkreślić, że metoda ta wymaga ustawienia urządzenia do elektronatryskiwania, co jest nieco bardziej wymagające technicznie (choć dalekie od wygórowanych) niż potrzeba oprzyrządowania w innych metodach.
Metoda wytwarzania polega najpierw na generowaniu ultradrobnych kropelek cieczy (często emulsji typu olej w wodzie) o jednakowych rozmiarach za pomocą elektrorozpylania, a następnie odparowaniu rozpuszczalnika organicznego, co prowadzi do samoorganizacji w celu utworzenia nanokryształów micelarnych (<silna klasa="xfig">Rysunek 1). Zestaw do elektronatryskiwania ma konfigurację współosiową za pomocą koncentrycznych igieł: faza olejowa, która zawiera amfifilowe kopolimery blokowe i hydrofobowe nanokryształy rozpuszczone w rozpuszczalniku organicznym, jest dostarczana do wewnętrznej igły (kapilara ze stali nierdzewnej 27 G) za pomocą pompy strzykawkowej; Faza wodna, która zawiera środek powierzchniowo czynny rozpuszczony w wodzie, jest dostarczana do zewnętrznej igły (trójdrożne złącze 20 G ze stali nierdzewnej) za pomocą drugiej pompy strzykawkowej. Do dyszy koncentrycznej doprowadzane jest wysokie napięcie. Najdrobniejsze kropelki o jednakowych rozmiarach powstają w wyniku siły elektrodynamicznej pokonującej napięcie powierzchniowe i naprężenia bezwładnościowe w cieczy. Każda kropla zasadniczo funkcjonuje jako "mikroreaktor", w którym, po usunięciu rozpuszczalnika organicznego przez odparowanie, "reakcja" samoorganizacji zachodzi spontanicznie w wyniku oddziaływań hydrofobowych. Stosowanie różnych rozpuszczalników organicznych prowadzi do różnych struktur nanokryształów micelarnych: niemieszający się z wodą rozpuszczalnik organiczny chloroform prowadzi do kulistego kształtu miceli, podczas gdy mieszalny z wodą rozpuszczalnik organiczny THF o długim czasie reakcji prowadzi do robakowatego kształtu miceli wraz ze wzmocnioną enkapsulacją nanokryształów.

<table><tbody><tr><td>Hydrofobowe kropki kwantowe</td><td>Ocean Nanotech</td><td>QSP</td><td>Stałe hydrofobowe kropki kwantowe CdSe/ZnS. Szczytowa długość fali emisji fluorescencji wynosi 605 nm.</td></tr><tr><td>Poli(styren)-b-poli(glikol etylenowy) (PS-PEG)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>666476-500MG</td><td>Masa cząsteczkowa segmentu PS wynosi 9,5 kDa, a segmentu PEG 18,0 kDa.</td></tr><tr><td>Poli(alkohol winylowy) (PVA)</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>363170-500G</td><td>Masa cząsteczkowa 13&ndash; 23 kDa, 87&ndash; W 89% hydrolizowany.</td></tr><tr><td>Tetrahydrofuran (THF)</td><td>Sinopharma Odczynnik chemiczny</td><td>80124418</td><td></td></tr><tr><td>Chloroform</td><td>Odczynnik chemiczny Sinopharma</td><td>40007960</td><td></td></tr><tr><td>Pompy strzykawkowe</td><td>Bao Ding Shen Chen</td><td>SPLab01</td><td></td></tr><tr><td>Rurka</td><td>Shanghei Lai Xing</td><td></td><td>Średnica zewnętrzna 2 mm i średnica wewnętrzna 1,8 mm Rurka PTFE.</td></tr><tr><td>Strzykawki</td><td>Yi Ming</td><td>5.CC</td><td>jednorazowa strzykawka o pojemności 5 ml wykonana z PTFE.</td></tr><tr><td>Zasilacz wysokonapięciowy</td><td>Dong Wen</td><td>DW</td><td>Series Zasilacz prądu stałego (0&ndash; zakres 50 kV).</td></tr><tr><td>Dysza koncentryczna elektronatryskowa</td><td>Hunan Chang Sha Na Yi</td><td></td><td>Zespół ze stali nierdzewnej. Wewnętrzna igła kapilarna miała rozmiar 27 (średnica zewnętrzna 500 &mu; m; średnica wewnętrzna 300 &mu; m). Zewnętrzna kapilara miała rozmiar 20 (średnica zewnętrzna 1,000 &mu; m; średnica wewnętrzna 500 &mu; m).</td></tr><tr><td>Vortexer</td><td>Xi'an HEB Biotechnology Co., Ltd. Chiny</td><td>MX-S</td><td>MX-S z szerokim zakresem prędkości 0&ndash; 2 500 obr./min, bezstopniowa regulacja prędkości, obsługa dotykowa i ciągła.</td></tr><tr><td>Stalowy pierścień</td><td>Yiwu Wan Tu</td><td></td><td>Rings o różnych średnicach (0,8 cala i ndash; 1,8 cm) można zbudować. Na przykład pierścień o średnicy 1,3 cm został skonstruowany przez zwinięcie drutu stalowego o średnicy około 25 cm (długości) o średnicy 0,5 mm (24 gauge, AWG).</td></tr><tr><td>Szklana miska zbiorcza</td><td>Grainger</td><td>1u5084</td><td>Szklane naczynie o wysokości 25 mm i średnicy 120 mm.</td></tr><tr><td>Probówka wirówkowa 15 ml</td><td>Jiangsu Xinkang Medical Instrument Co., Ltd.</td>Probówka wirówkowa <td>X-407</td><td>wykonana jest z przezroczystego polipropylenu (PP).</td></tr></tbody></table>

wytwarzanie sferycznych i ślimakowatych nanokryształów micelarnych poprzez połączenie elektrorozpylania, samoorganizacji i kontroli struktury na bazie rozpuszczalnika

Fabrication of Spherical and Worm-shaped Micellar Nanocrystals by Combining Electrospray, Self-assembly, and Solvent-based Structure Control

Nanokryształy micelarne (micele z zamkniętymi nanokryształami) stały się wyłaniającą się główną klasą nanobiomateriałów. Opisujemy metodę wytwarzania nanokryształów micelarnych opartą na połączeniu elektrorozpylania od góry do dołu, samoorganizacji od dołu do góry i kontroli struktury za pomocą rozpuszczalnika. Metoda ta polega najpierw na użyciu elektrorozpylania w celu wytworzenia jednorodnych ultradrobnych kropelek cieczy, z których każda pełni funkcję mikroreaktora, w którym zachodzi reakcja samoorganizacji, w wyniku której powstają nanokryształy micelarne, których struktury (kształt miceli i enkapsulacja nanokryształów) są kontrolowane przez zastosowany rozpuszczalnik organiczny. Metoda ta jest w dużej mierze ciągła i pozwala uzyskać wysokiej jakości produkty micelarne z niedrogim podejściem do kontroli struktury. Dzięki zastosowaniu mieszalnego z wodą rozpuszczalnika organicznego tetrahydrofuranu (THF) można wytworzyć nanokryształy micelarne w kształcie robaka w wyniku indukowanej/ułatwionej fuzji miceli. W porównaniu ze zwykłymi sferycznymi nanokryształami micelarnymi, nanokryształy micelarne w kształcie robaka mogą oferować zminimalizowany niespecyficzny wychwyt komórkowy, zwiększając w ten sposób celowanie biologiczne. Poprzez współkapsułkowanie wielu nanokryształów w każdej miceli można osiągnąć wielofunkcyjne lub synergiczne efekty. Obecne ograniczenia tej metody wytwarzania, która będzie częścią przyszłych prac, obejmują przede wszystkim niedoskonałą enkapsulację w produkcie micelarnym nanokrystalicznym oraz niecałkowicie ciągły charakter procesu.

Rysunek 1 przedstawia schemat podsumowujący wpływ rozpuszczalnika organicznego stosowanego w procesie produkcji na kontrolę struktur (kształtu i enkapsulacji) nanokryształów micelarnych. W skrócie, dichlorometan prowadzi do powstania miceli sferycznych bez enkapsulacji nanokryształów; chloroform prowadzi do powstania miceli sferycznych z niską liczbą enkapsulowanych nanokryształów; natomiast THF prowadzi odpowiednio do powstania miceli sferycznych z wysoką li...

Niniejsza praca opisuje metodę wytwarzania nanokryształów micelarnych, wyłaniającej się głównej klasy nanobiomateriałów. Ta metoda łączy w sobie elektronatryskiwanie od góry do dołu, samoorganizację od dołu do góry i kontrolę struktury na bazie rozpuszczalnika. Metoda wytwarzania jest w dużej mierze ciągła, może wytwarzać produkty wysokiej jakości i posiada niedrogie środki kontroli struktury.

Wytwarzanie sferycznych i ślimakowatych nanokryształów micelarnych poprzez połączenie elektrorozpylania, samoorganizacji i kontroli struktury na bazie rozpuszczalnika

Micellar nanocrystals (micelles with encapsulated nanocrystals) have become an emerging major class of nanobiomaterials. We describe a method of ...

Ogólnym celem tej procedury jest wytworzenie nanokryształów micelarnych poprzez połączenie elektrorozpylania od góry do dołu, samoorganizacji od dołu do góry i niedrogiej metody kontroli struktury opartej na rozpuszczalniku. Metoda ta stanowi dobry sposób na wytworzenie nowej klasy nanobiomateriałów znanych jako nanokryształy micelarne, które mogą być przydatne w wykrywaniu biomedycznym, obrazowaniu i terapii. Do głównych zalet tej techniki należy po pierwsze to, że jest to proces ciągły.Po drugie, wytwarza produkty wysokiej jakości. I po trzecie, ma niedrogi sposób kontrolowania struktury. Potencjalnie technika ta może zostać zaadaptowana również do produkcji innych rodzajów nanomateriałów.Aby rozpocząć procedurę, rozpuść 10 miligramów hydrofobowych kropek kwantowych w 20 mililitrach chloroformu lub tetrahydrofuranu, w zależności od pożądanego kształtu miceli. Wiruj roztwór przez 20 sekund. Następnie rozpuść 100 miligramów bloku polistyrenowego glikolu polietylenowego w 10 mililitrach chloroformu lub THF, w zależności od pożądanego kształtu.Jeśli roztwór jest w chloroformie, wiruj go przez 20 sekund. Jeśli zamiast tego roztwór znajduje się w THF, poddaj go sonikatorowi w kąpieli p

fabrication-spherical-worm-shaped-micellar-nanocrystals-combining

Research

JoVE Journal

Chemistry

Chemia

Celem niniejszego eksperymentu jest określenie i kontrolowanie wielkości, kształtu oraz stabilności samoorganizujących się amfifili dyskotycznych w wodzie. W przypadku wodnych polimerów supramolekularnych osiągnięcie takiego poziomu kontroli jest bardzo trudne. Zastosowano strategię wykorzystującą zarówno oddziaływania odpychające, jak i przyciągające. Techniki eksperymentalne użyte do charakterystyki tego układu mają szerokie zastosowanie.

Kontrola rozmiaru, kształtu i stabilności polimerów supramolekularnych w wodzie

Prosta, solidna i skalowalna technika funkcjonalizacji i samodzielnego montażu makroskopowych warstw nanocząstek-ligandów na podłożach bez szablonów jest opisana w tym protokole.

Technika funkcjonalizacji i samoorganizacji makroskopowych warstw monowarstwowych nanocząstek-ligand na podłożach bez szablonów

Informujemy o inteligentnym zastosowaniu nanorurek węglowych do kinetycznej stabilizacji cząsteczek lipidowych, które zawierają samoorganizujące się nanostruktury w swoich rdzeniach. Przygotowanie cząsteczek lipidowych wymaga raczej niskich stężeń nanorurek węglowych, co pozwala na ich wykorzystanie w zastosowaniach biomedycznych, takich jak dostarczanie leków.

Łatwe przygotowanie wewnętrznie samoorganizujących się cząstek lipidowych stabilizowanych przez nanorurki węglowe

Ten artykuł opisuje proces wytwarzania polimerowych, samoorganizujących się nanocząstek za pomocą polimeryzacji dyspersyjnej za pośrednictwem światła widzialnego. Wykorzystanie niskoenergetycznego światła widzialnego do kontrolowania polimeryzacji pozwala na powtarzalne tworzenie samoorganizujących się miceli przypominających robaki przy wysokiej zawartości części stałych.

Łatwa synteza robakopodobnych miceli za pomocą polimeryzacji dyspersyjnej za pośrednictwem światła widzialnego przy użyciu katalizatora fotoredoks

Montaż i ustawienie wrzeciona mitotycznego zależy od połączonych sił generowanych przez dynamikę mikrotubul, białka motoryczne i sieciery. Tutaj przedstawiamy nasze ostatnio opracowane metody, w których geometryczne uwięzienie sferycznych kropelek emulsji jest wykorzystywane do odtworzenia od dołu do góry podstawowych wrzecion mitotycznych.

Rekonstytucja podstawowych wrzecion mitotycznych w sferycznych kropelkach emulsji

Przedstawiono protokoły syntezy mikrosfer z polimerów, manipulacji mikrosferami i pomiarów mikrofotoluminescencji.

Wytwarzanie mikrosfer polimerowych do zastosowań w rezonatorach optycznych i laserach

Tutaj wprowadzamy eksperymentalne protokoły obserwacji procesu samoorganizacji w czasie rzeczywistym za pomocą mikroskopii elektronowej transmisyjnej komórki cieczowej.

Mikroskopia elektronowa transmisyjna z ciekłymi komórkami do śledzenia samoorganizacji nanocząstek

Ten artykuł opisuje proces mikroprzepływowy i parametry przygotowania cząstek uruchamiających z elastomerów ciekłokrystalicznych. Proces ten pozwala na przygotowanie cząstek uruchamiających oraz zmianę ich wielkości i kształtu (od spłaszczonej do silnie prolate, morfologii rdzeń-powłoka i janus), a także wielkość aktywacji.

Przygotowanie mikroprzepływowe siłowników z elastomeru ciekłokrystalicznego

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

Dostarczamy protokoły i reprezentatywne dane do projektowania, montażu i charakteryzowania miceli kompleksu polielektrolitowego, nanocząstek typu rdzeń-powłoka tworzonych przez polielektrolity i hydrofilowe naładowane-nienaładowane kopolimery blokowe.

Montaż i charakterystyka miceli kompleksu polielektrolitu

Opisana tutaj jest metoda litografii nanosferycznej do równoległego wytwarzania falowodów w trybie zerowym, które są układami nanoapertur w pokrytym metalem szkiełku nakrywkowym do mikroskopii szklanej do obrazowania pojedynczych cząsteczek przy stężeniach fluoroforów od nano do mikromolowych. Metoda wykorzystuje samoorganizację kryształów koloidalnych w celu stworzenia szablonu falowodu.

Wytwarzanie falowodów w trybie zerowym do mikroskopii pojedynczych cząsteczek o wysokim stężeniu

Poznaj metodę wytwarzania nanokryształów micelarnych poprzez połączenie elektrorozpylania i samoorganizacji z kontrolą struktury. Technika ta umożliwia ciągłą, ekonomiczną produkcję nanobiomateriałów.

Wytwarzanie sferycznych i ślimakowatych nanokryształów micelarnych poprzez połączenie elektrorozpylania, samoorganizacji i kontroli struktury na bazie rozpuszczalnika (Wideo) | JoVE Journal

Wytwarzanie sferycznych i ślimakowatych nanokryształów micelarnych poprzez połączenie elektrorozpylania, samoorganizacji i kontroli struktury na bazie rozpuszczalnika

Przeglądaj więcej filmów