11 lutego 2018
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.
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 przez dwie minuty. Połącz jeden mililitr roztworu kropek kwantowych z jednym mililitrem roztworu kołka PS.
Wiruj mieszaninę przez jedną minutę, a następnie wciągnij roztwór do pięciomililitrowej strzykawki z PTFE oznaczonej jako Strzykawka A. Następnie połącz 400 miligramów alkoholu poliwinylowego z 10 mililitrami wody dejonizowanej. Mieszaj mieszaninę w temperaturze od 60 do 80 stopni Celsjusza przez cztery do pięciu godzin. Następnie pozwól roztworowi PVA ostygnąć do temperatury pokojowej.
Wciągnij schłodzony roztwór PVA do pięciomililitrowej strzykawki z PTFE oznaczonej strzykawką B.To rozpocznij konfigurację współosiowego systemu elektrorozpylania, włóż wewnętrzną kapilarnę ze stali nierdzewnej o grubości 27 do zewnętrznego zespołu kapilary ze stali nierdzewnej o grubości 20 mm. Delikatnie przykręć wewnętrzną kapilarnę na miejsce, aż napotka opór, uważając, aby nie dokręcić zbyt mocno. Załadować strzykawkę A do pompy strzykawkowej.
Podłącz strzykawkę do wewnętrznej kapilary dyszy współosiowej za pomocą 37 centymetrów rurki PTFE. Załaduj strzykawkę B do innej pompy strzykawkowej i podłącz strzykawkę do zewnętrznej kapilary za pomocą 17-centymetrowej rurki PTFE. Umieść współosiową końcówkę dyszy około 0.8 centymetra nad pierścieniem z drutu stalowego o średnicy 1.5 centymetra przymocowanym do metalowego pręta.
Umieść okrągłe szklane naczynie zbiorcze o wymiarach 25 milimetrów na 125 milimetrów na stojaku około 10 centymetrów poniżej końcówki dyszy. Upewnij się, że prąd stały o dużej objętościtage zasilanie jest wyłączone. Następnie uziemij stalowy pierścień, podłączając go do ujemnego zacisku zasilacza.
Na koniec podłącz dodatni zacisk zasilacza do wewnętrznej igły dyszy koncentrycznej. Ustaw pompę strzykawkową A na 0,6 mililitra na godzinę, a pompę strzykawkową B na 1,5 mililitra na godzinę. Uruchom obie pompy strzykawkowe i poczekaj, aż natężenie przepływu ustabilizuje się, na co wskazują krople tworzące się na dyszy ze stałą prędkością.
Sprawdź, czy w rurce nie ma pęcherzyków powietrza i czy nie ma wycieków. Następnie włącz zasilanie systemu. Dostosuj przyłożone napięcie, pozostając w zakresie od pięciu do dziewięciu kilowoltów, aż na współosiowej końcówce dyszy zostanie zaobserwowany prawidłowo uformowany stożek krawiecki.
Następnie umieść 10 mililitrów wody dejonizowanej w nowym naczyniu zbiorczym. Wymień naczynie zbiorcze w zestawie na nowe naczynie. Pozwól, aby proces elektrorozpylania trwał przez 40 minut w przypadku wytwarzania kulistych miceli lub 90 minut w przypadku wytwarzania miceli podobnych do robaków.
Następnie wyjmij naczynie zbiorcze. Zatrzymać pompy strzykawkowe i wyłączyć zasilanie. Pozostaw naczynie z produktem bez przykrycia w okapie wyciągowym na noc, aby rozpuszczalnik organiczny mógł odparować.
Następnie przenieś produkt do 15-mililitrowej probówki wirówkowej w celu scharakteryzowania lub użycia. Produkt należy przechowywać w temperaturze czterech stopni Celsjusza do jednego miesiąca. Transmisyjna mikroskopia elektronowa miceli wytwarzanych w chloroformie ujawniła kuliste cząstki o niskiej liczbie nanokryształów w enkapsulacji.
Wielkość cząstek wynosiła około 35 nanometrów. Prawidłowe uformowanie stożka krawieckiego było niezbędne do samodzielnego montażu micel. Niewłaściwie uformowany stożek krawiecki skutkował ogólnym niepowodzeniem produkcji.
Kiedy THF był używany jako rozpuszczalnik organiczny, robakowate micele powstały z fuzji samoorganizujących się sferycznych miceli. Po 90 minutach prawie wszystkie zaobserwowane nanokryształy micelarne miały kształty przypominające robaki. Zastosowanie THF spowodowało również większą enkapsulację nanokryształów niż zaobserwowano w chloroformie.
Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak wytwarzać nanokryształy micelarne o różnych kształtach przy użyciu naszej metody wytwarzania, która jest skalowalna, niedroga i zapewnia dobrą jakość produktów.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Niniejsza praca przedstawia metodę wytwarzania nanokryształów micelarnych, stanowiących istotną klasę nanobiomateriałów. Podejście to integruje elektrospray typu top-down, samoorganizację typu bottom-up oraz kontrolę struktury opartą na rozpuszczalniku, co pozwala na uzyskanie ciągłego i kosztowo efektywnego procesu produkcji.
Nanokryształy micelarne wytwarzane za pomocą połączonych metod elektrosprayu, samozgrupowania oraz kontroli struktury w oparciu o rozpuszczalnik stanowią skalowalną drogę do tworzenia zaawansowanych nanobiomateriałów dla badań i rozwoju biomedycznego. Zdolność do regulacji morfologii miceli oraz wydajności enkapsulacji bezpośrednio wpływa na wartość prognostyczną i potencjał translacyjny platform dostarczania i obrazowania opartych na nanocząsteczkach. Metoda ta odpowiada na kluczowe wyzwania w fazie wczesnego odkrywania i rozwoju przedklinicznego, umożliwiając powtarzalną produkcję wysokiej jakości nanomateriałów.
Ta metoda wytwarzania integruje się z continuum od odkrycia do badań przedklinicznych, zapewniając solidną platformę do produkcji nanomateriałów o regulowanych właściwościach.