Name: Synteza nanokapsułek Triplet Fusion Upconversion (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-09-07T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 36 s
Description: Poznaj syntezę nanokapsułek upconversion z trwałym enkapsulowaniem silikonowym do druku 3D. Ta skalowalna metoda umożliwia generowanie fotonów wysokoenergetycznych z niskoenergetycznych.

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

Finansowanie: Te badania są finansowane dzięki wsparciu Rowland Fellowship w Instytucie Rowlanda na Uniwersytecie Harvarda, Harvard PSE Accelerator Fund, oraz Fundacji Gordona i Betty Moore. Część tych prac została wykonana w Harvard Center for Nanoscale Systems (CNS), członku National Nanotechnology Coordinated Infrastructure Network (NNCI), która jest wspierana przez National Science Foundation w ramach NSF, Award No. 1541959. Część tych prac została wykonana w Stanford Nano Shared Facilities (SNSF), wspieranym przez National Science Foundation w ramach nagrody ECCS-2026822. Część tych prac została wykonana w Centrum Wiedzy o Strukturze Makromolekularnej Stanford ChEM-H.
Podziękowania: THS i SNS dziękują za wsparcie dla Arnolda O. Beckmana Postdoctoral Fellowships. MS dziękuje za wsparcie finansowe w postaci stypendium Doc. Mobility Fellowship ze Szwajcarskiej Narodowej Fundacji Nauki (projekt nr P1SKP2 187676). PN dziękuje za wsparcie Stanford Graduate Fellowship in Science & Engineering (SGF) jako Gabilan Fellow. MH był częściowo wspierany przez Agencję Zaawansowanych Projektów Badawczych w Obszarze Obronności w ramach grantu nr 1. HR00112220010. AOG dziękuje za wsparcie stypendium National Science Foundation Graduate Research Fellowship w ramach grantu DGE-1656518 oraz stypendium Stanford Graduate Fellowship in Science & Engineering (SGF) jako stypendysta Scotta A. i Geraldine D. Macomberów.

1. Synteza nanokapsułek na dużą skalę
<ol>
	<li>W komorze rękawicowej (patrz tabela materiałów) z obojętną atmosferą i przy czerwonym oświetleniu przygotować nasycone roztwory uczulacza (PdTPTBP) i anihilatora (TIPS-antracen) (patrz tabela materiałów) w 99% kwasie oleinowym w temperaturze pokojowej (~22 °C).
	<ol>
		<li>Dodać 2 ml kwasu oleinowego do 20 mg PdTPTBP w fiolce z mieszadłem. Następnie przykryć fiolkę folią, aby chronić ją przed światłem otoczenia. Dodać 2 ml kwasu oleinowego do 25 mg antracenu TIPS w fiolce z mieszadłem.</li>
		<li>Mieszać mieszaniny z prędkością 600 obr./min przez co najmniej 4 godziny, a następnie przefiltrować za pomocą filtra strzykawkowego z PTFE o wielkości 0,45 μm. Każdy roztwór powinien mieć w widoczny sposób nierozpuszczone ciało stałe, które należy usunąć przez filtrację, co oznacza, że każdy roztwór jest nasycony.</li>
		<li>Za pomocą strzykawki przygotować 1,75 ml roztworu podstawowego materiału do konwersji w górę, mieszając 0,7 ml przefiltrowanego roztworu ANTRACENU TIPS, 0,35 ml przefiltrowanego roztworu PdTPTBP i 0,7 ml kwasu oleinowego. 
		UWAGA: Roztwór do konwersji w górę zastosowany w nanokapsułkach ma stosunek objętościowy 2:1:2 antracenu TIPS do PdTPTBP do kwasu oleinowego.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Odmierz 4 g 10K MPEG-silanu w czystej fiolce o pojemności 20 ml, tak aby była gotowa do użycia podczas syntezy. Można to przeprowadzić wewnątrz lub na zewnątrz schowka podręcznego. Jeśli materiał ten jest mierzony na zewnątrz schowka podręcznego, przed włożeniem go do schowka należy zabezpieczyć pokrywę fiolki folią uszczelniającą lub taśmą izolacyjną.</li>
	<li>W kolbie Erlenmeyera o pojemności 250 ml zamkniętej przegrodą schłodzić 200 ml ultraczystej wody dejonizowanej w łaźni lodowej przez co najmniej 1 godzinę do osiągnięcia temperatury ~5 °C. Zazwyczaj zajmuje to kilka godzin.</li>
	<li>Przymocować przegrodę do kolby za pomocą co najmniej sześciu kawałków folii uszczelniającej. Ma to na celu zapewnienie, że przegroda pozostaje przymocowana, gdy kolba znajduje się pod podciśnieniem w przedkomorze komory rękawicowej.</li>
	<li>Schłodzoną wodę należy wprowadzić do schowka podręcznego bezpośrednio przed przygotowaniem nanokapsułek. Podczas wnoszenia wody należy tylko wciągnąć lekkie podciśnienie w przedsionku, ciągnąc 20% podciśnienia w oparciu o pomiar na manometrze przedsionka.</li>
	<li>Po wprowadzeniu wody do schowka podręcznego należy natychmiast włączyć funkcję przedmuchiwania schowka podręcznego, aby ominąć kolumnę. Usuwa to tlen wprowadzany podczas wprowadzania wody pod lekką próżnią i przedłuża żywotność kolumny. Przedmuchiwanie należy pozostawić włączone do momentu zakończenia syntezy i usunięcia wszystkich odpadów ze schowka podręcznego.</li>
	<li>Upewnij się, że wszystkie chemikalia i materiały eksploatacyjne są gotowe do użycia, w tym strzykawki i igły do dozowania (3-aminopropylo)trietoksysilanu (APTES) i ortokrzemianu tetraetylu. Upewnij się, że silan 10K MPEG jest w zasięgu. Do czyszczenia przydatne są również nylonowe ściereczki.</li>
	<li>Podłącz blender (patrz tabela materiałów). Przykryj gniazdka elektryczne plastikowym pojemnikiem lub nylonową szmatką. Bariera ta pozwala na ochronę w przypadku nieoczekiwanego wycieku z blendera. Upewnij się, że blender jest wyłączony.</li>
	<li>Ostrożnie wlej wodę do blendera. Dodać 1,45 ml roztworu podstawowego materiału do konwersji w górę (przygotowanego w kroku 1.1.3) w jednej porcji za pomocą strzykawki do środka wody w blenderze.</li>
	<li>Przymocuj pokrywkę i przykryj ją nylonową chusteczką w przypadku nieoczekiwanego wycieku. Miksuj z maksymalną prędkością (22 600 obr./min) dokładnie przez 60 sekund, trzymając pokrywę blendera, aby zapobiec małym wyciekom.</li>
	<li>Wyłącz blender i odsuń go na bok, aby zapewnić odpowiednią przestrzeń roboczą.</li>
	<li>Przenieść emulsję do kolby okrągłodennej o pojemności 500 ml. Przymocować kolbę do płytki mieszającej za pomocą zacisku. Energicznie wymieszać emulsję z prędkością 1200 obr./min za pomocą mieszadła w kształcie jajka (patrz tabela materiałów).</li>
	<li>Za pomocą strzykawki dodaj 0,75 ml APTES do emulsji, aby uzyskać klarowny roztwór miceli.</li>
	<li>Dodaj 4 g 10K MPEG-silanu, aby zapobiec agregacji kapsułek. W razie potrzeby wstrząsnąć kolbą, aby upewnić się, że jest rozproszona. Mieszać przy 1200 obr./min przez około 10 minut.</li>
	<li>W tym czasie osusz blender i pokrywkę nylonową szmatką. Użyj szczypiec, aby trzymać ręce z dala od ostrych ostrzy blendera.</li>
	<li>Po upływie 10 minut dodać 15 ml ortokrzemianu tetraetylu do jednej porcji za pomocą strzykawki o pojemności 20 ml. Dodaj kolejne 15 ml ortokrzemianu tetraetylu w jednej porcji za pomocą strzykawki o pojemności 20 ml, co daje w sumie 30 ml. Umieścić przegrodę w kolbie i mieszać z prędkością 1200 obr./min przez 30 minut.</li>
	<li>Wyjąć kolbę i odpadki ze schowka podręcznego i wyłączyć przedmuchiwanie komory podręcznej.</li>
	<li>Przymocuj kolbę do płytki mieszającej z elementem grzejnym, takim jak kąpiel olejowa lub aluminiowy blok grzewczy. Podłączyć kolbę do przewodu Schlenka, tak aby reakcja była utrzymywana pod stałym ciśnieniem pod gazem obojętnym, takim jak azot lub argon.</li>
	<li>Mieszać i podgrzewać reakcję w temperaturze 65 °C z prędkością 1200 obr./min przez 40 godzin.</li>
	<li>Po 40 godzinach odłącz reakcję od linii Schlenka, aby dodać 4 g 10K MPEG-silanu. Podłącz ponownie reakcję do linii Schlenk. Mieszać i podgrzewać reakcję w temperaturze 65 °C przy 1200 obr./min przez 8 godzin.</li>
	<li>Po 8 godzinach wyłącz ogrzewanie i pozwól reakcji ostygnąć do temperatury pokojowej, mieszając z prędkością 1200 obr./min.</li>
	<li>Gdy reakcja jest chłodna, przenieś ją do probówek wirówkowych.
	<ol>
		<li>W przypadku wirówki (patrz tabela materiałów), która mieści 50 ml probówek wirówkowych, należy podzielić reakcję równo na 10 probówek wirówkowych.</li>
		<li>W przypadku wirówki, która mieści probówki wirówkowe o pojemności 0,5 l, należy podzielić reakcję równo na dwie probówki wirówkowe.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Odwirować zawiesinę o sile 8670 x g przez 1 godzinę w temperaturze 20–22 °C. Wyrzucić osad i zachować supernatant zawierający nanokapsułki.</li>
	<li>Odwirować supernatant w temperaturze 8670 x g przez 14-16 godzin w temperaturze 20-22 °C.</li>
	<li>Odrzucić supernatant i zebrać osad zawierający nanokapsułki do konwersji w górę.
	<ol>
		<li>Za pomocą pipety ostrożnie spłucz górną powierzchnię granulki nanokapsułki ultraczystą wodą dejonizowaną (2 x 10 ml). Powinno to odbywać się przy niskim przepływie, aby osad nie został usunięty z probówki wirówkowej.</li>
		<li>Przenieść pastę z nanokapsułek do dwóch lub trzech oddzielnych fiolek scyntylacyjnych o pojemności 20 ml za pomocą szpatułki i natychmiast umieścić fiolki w komorze rękawicowej. Należy odzyskać około 7-10 g pasty z nanokapsułek. 
		UWAGA: W celu dalszego wykorzystania zaleca się, aby nanokapsułki zostały zdyspergowane w rozpuszczalniku, takim jak monomer do druku 3D lub odtleniona ultraczysta woda dejonizowana w ciągu 48 godzin od syntezy. Woda odparuje z pasty nanokapsułek i pozostawi nanokapsułki bezużyteczne po 48 godzinach.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Wykonaj skaningową mikroskopię elektronową (SEM), dynamiczne rozpraszanie światła (DLS) i fotoluminescencję z konwersją w górę, aby scharakteryzować preparat nanokapsułek.</li>
</ol>
2. Synteza nanokapsułek na małą skalę
<ol>
	<li>Przygotować roztwory podstawowe uczulacza i anihilatora zgodnie z opisem w kroku 1.1. Zmniejsz objętość roztworu używanego do przygotowania nanokapsułek do 250 μl zamiast 1,75 ml opisanego w kroku 1.1. Zmieszać 100 μl przefiltrowanego roztworu TIPS-an z 50 μl przefiltrowanego roztworu PdTPTBP i 100 μl kwasu oleinowego.</li>
	<li>Energicznie spryskać 20 ml ultraczystej wody dejonizowanej w 40 ml fiolce scyntylacyjnej (patrz Tabela materiałów) gazem obojętnym, takim jak azot lub argon, używając linii Schlenka przez co najmniej 10 minut. Przed włożeniem fiolki do schowka podręcznego przymocować pokrywkę taśmą izolacyjną lub folią uszczelniającą. 
	UWAGA: W przypadku jednoczesnego pobierania wielu próbek na małą skalę, większe objętości wody można wystarczająco odgazować, mieszając 200 ml schłodzonej wody, jak opisano w rozdziale 1, przy użyciu czystego, nieużywanego dzbanka blendera. Spryskiwanie wody gazem obojętnym na linii Schlenka nie jest skuteczne przy objętościach większych niż 20 ml.</li>
	<li>Odmierz 400 mg 10K MPEG-silanu, aby był gotowy do użycia podczas syntezy do czystej fiolki o pojemności 10 ml. Można to przeprowadzić wewnątrz lub na zewnątrz schowka podręcznego. Jeśli pomiar jest wykonywany na zewnątrz komory podręcznej, przed włożeniem jej do schowka należy zabezpieczyć pokrywę fiolki folią uszczelniającą lub taśmą izolacyjną.</li>
	<li>Wlej rozpryskiwaną wodę do schowka podręcznego i natychmiast włącz funkcję przedmuchiwania schowka, aby ominąć kolumnę. To usuwa tlen wprowadzony podczas wprowadzania wody pod lekką próżnią i przedłuża żywotność kolumny. Przedmuchiwanie powinno pozostać włączone do momentu zakończenia syntezy i usunięcia wszystkich odpadów ze schowka podręcznego.</li>
	<li>Upewnij się, że wszystkie chemikalia i materiały eksploatacyjne (strzykawki 5 ml i mikropipeta z końcówkami) są gotowe do użycia.
	<ol>
		<li>Za pomocą strzykawki wyjąć 1 ml (3-aminopropylo)trietoksysilanu z butelki i przelać go do czystej, oznakowanej fiolki o pojemności 20 ml do późniejszego użycia.</li>
		<li>Za pomocą strzykawki wyjmij 5 ml ortokrzemianu tetraetylu i przelej go do czystej, oznakowanej fiolki o pojemności 20 ml do późniejszego użycia.</li>
		<li>Upewnij się, że silan 10K MPEG jest w zasięgu ręki w schowku podręcznym.</li>
		<li>Do czyszczenia przydatne są również dodatkowe nylonowe ściereczki.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Podłącz mieszalnik wirowy (patrz Tabela materiałów) i ustaw prędkość na najwyższe ustawienie (3200 obr./min).</li>
	<li>Za pomocą mikropipety dodać 145 μl roztworu podstawowego uczulacza/anihilatora do fiolki z wodą (20 ml). Przymocuj pokrywę taśmą izolacyjną lub folią uszczelniającą.</li>
	<li>Wiruj roztwór z najwyższą prędkością mieszalnika wirowego (3200 obr./min) przez 7 minut, aby zapewnić tworzenie nanokropelek podobne do syntezy na dużą skalę. Trzymać fiolkę blisko podstawy i nigdy nie trzymać za wieczko fiolki podczas wirowania, ponieważ wieczko może się poluzować i oderwać od fiolki.</li>
	<li>Umieścić fiolkę na płytce mieszającej. Wymieszać emulsję z prędkością 1200 obr./min za pomocą mieszadła w kształcie ośmiokąta (patrz tabela materiałów).</li>
	<li>Za pomocą mikropipety dodaj 75 μl APTES, aby uzyskać klarowny roztwór miceli.</li>
	<li>Po wytworzeniu klarownego roztworu natychmiast dodać 400 mg 10K MPEG-silanu. Założyć pokrywkę i wstrząsnąć fiolką, aby skutecznie wymieszać reakcję. Umieścić fiolkę z powrotem na płytce mieszającej.</li>
	<li>Za pomocą strzykawki dodaj kolejno 3 ml ortokrzemianu tetraetylu, podczas gdy reakcja jest mieszana z prędkością 1200 obr./min. Założyć pokrywkę i wstrząsnąć fiolką, aby skutecznie wymieszać reakcję. Mieszać reakcję z prędkością 1200 obr./min, aż zostanie wyjęta z komory rękawicowej.</li>
	<li>Uszczelnić fiolkę taśmą izolacyjną lub folią uszczelniającą i wyjąć fiolkę ze schowka podręcznego.</li>
	<li>Podgrzać roztwór w temperaturze 65 °C za pomocą kąpieli olejowej lub aluminiowego bloku grzewczego. Mieszać reakcję przy 1200 obr./min przez 40 godzin.</li>
	<li>Po 40 godzinach dodać 400 mg 10K MPEG-silanu. Ponownie uszczelnić fiolkę taśmą izolacyjną lub folią uszczelniającą. Mieszać reakcję przy 1200 obr./min przez 8 godzin.</li>
	<li>Pozwól reakcji ostygnąć do temperatury pokojowej, mieszając z prędkością 1200 obr./min. Gdy reakcja jest chłodna, połącz mieszaniny reakcyjne w jedną probówkę wirówkową o pojemności 50 ml.</li>
	<li>Odwirować zawiesinę o sile 8670 x g przez 1 godzinę w temperaturze 20–22 °C. Wyrzucić osad i zachować supernatant zawierający nanokapsułki.</li>
	<li>Odwirować supernatant w temperaturze 8670 x g przez 14-16 godzin w temperaturze 20-22 °C.</li>
	<li>Odrzucić supernatant i zachować osad zawierający nanokapsułki do konwersji w górę. Za pomocą pipety ostrożnie spłucz górną powierzchnię granulki nanokapsułki 2 x 1 ml ultraczystej wody dejonizowanej. Powinno to odbywać się przy niskim przepływie, aby osad nie został usunięty z probówki wirówkowej.</li>
	<li>Przenieść pastę z nanokapsułek do fiolki scyntylacyjnej o pojemności 20 ml za pomocą szpatułki i natychmiast umieścić fiolki w komorze rękawicowej. Należy odzyskać około 700-1000 mg pasty z nanokapsułek. 
	UWAGA: W celu dalszego wykorzystania zaleca się, aby nanokapsułki zostały zdyspergowane w rozpuszczalniku, takim jak monomer do druku 3D lub odtleniona ultraczysta woda dejonizowana, w ciągu 48 godzin. Woda odparuje z pasty nanokapsułek i pozostawi nanokapsułki bezużyteczne po 48 godzinach.</li>
</ol>

<ol><li>High Resolution SLA and SLS 3D Printers for Professionals. Formlabs. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://formlabs.com">https://formlabs.com</a> (2022).</li>
<li>Zhang, D., Liu, X., Qiu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+printing+of+glass+by+additive+manufacturing+techniques%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+of+Optoelectronics%22%5BJournal%5D)">3D printing of glass by additive manufacturing techniques: a review.</a> Frontiers of Optoelectronics. 14 (3), 263-277 (2021).</li>
<li>Chen, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+printing+of+ceramics%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+European+Ceramic+Society%22%5BJournal%5D)">3D printing of ceramics: A review.</a> Journal of the European Ceramic Society. 39 (4), 661-687 (2019).</li>
<li>Zhang, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+of+3D+printed+porous+ceramics%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+European+Ceramic+Society%22%5BJournal%5D)">A review of 3D printed porous ceramics.</a> Journal of the European Ceramic Society. 42 (8), 3351-3373 (2022).</li>
<li>Frazier, W. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metal+additive+manufacturing%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Engineering+and+Performance%22%5BJournal%5D)">Metal additive manufacturing: A review.</a> Journal of Materials Engineering and Performance. 23 (6), 1917-1928 (2014).</li>
<li>Ligon, S. C., Liska, R., Stampfl, J., Gurr, M., Mülhaupt, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymers+for+3D+printing+and+customized+additive+manufacturing%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Polymers for 3D printing and customized additive manufacturing.</a> Chemical Reviews. 117 (15), 10212-10290 (2017).</li>
<li>Bagheri, A., Jin, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photopolymerization+in+3D+printing%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Polymer+Materials%22%5BJournal%5D)">Photopolymerization in 3D printing.</a> ACS Applied Polymer Materials. 1 (4), 593-611 (2019).</li>
<li>Geng, Q., Wang, D., Chen, P., Chen, S. -C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrafast+multi-focus+3-D+nano-fabrication+based+on+two-photon+polymerization%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Ultrafast multi-focus 3-D nano-fabrication based on two-photon polymerization.</a> Nature Communications. 10 (1), 2179(2019).</li>
<li>LaFratta, C. N., Li, L. Making two-photon polymerization faster. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLaFratta%2C+CN+%22Three-dimensional+Microfabrication+using+Two-Photon+Polymerization%22">Three-dimensional Microfabrication using Two-Photon Polymerization</a>. , William Andrew Publishing. 221-241 (2016).</li>
<li>Sanders, S. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Triplet+fusion+upconversion+nanocapsules+for+volumetric+3D+printing%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Triplet fusion upconversion nanocapsules for volumetric 3D printing.</a> Nature. 604 (7906), 474-478 (2022).</li>
<li>Anscombe, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+laser+writing%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Photonics%22%5BJournal%5D)">Direct laser writing.</a> Nature Photonics. 4 (1), 22-23 (2010).</li>
<li>Xiong, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+additive+and+subtractive+three-dimensional+nanofabrication+using+integrated+two-photon+polymerization+and+multiphoton+ablation%5BTitle%5D)+AND+%22Light%3A+Science+%26+Applications%22%5BJournal%5D)">Simultaneous additive and subtractive three-dimensional nanofabrication using integrated two-photon polymerization and multiphoton ablation.</a> Light: Science & Applications. 1 (4), 6(2012).</li>
<li>Singh-Rachford, T. N., Castellano, F. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photon+upconversion+based+on+sensitized+triplet-triplet+annihilation%5BTitle%5D)+AND+%22Coordination+Chemistry+Reviews%22%5BJournal%5D)">Photon upconversion based on sensitized triplet-triplet annihilation.</a> Coordination Chemistry Reviews. 254 (21), 2560-2573 (2010).</li>
<li>Rauch, M. P., Knowles, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Applications+and+prospects+for+triplet-triplet+annihilation+photon+upconversion%5BTitle%5D)+AND+%22CHIMIA+International+Journal+for+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Applications and prospects for triplet-triplet annihilation photon upconversion.</a> CHIMIA International Journal for Chemistry. 72 (7), 501-507 (2018).</li>
<li>Seo, S. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+advances+in+materials+for+and+applications+of+triplet-triplet+annihilation-based+upconversion%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Chemistry+C%22%5BJournal%5D)">Recent advances in materials for and applications of triplet-triplet annihilation-based upconversion.</a> Journal of Materials Chemistry C. 10 (12), 4483-4496 (2022).</li>
<li>Ahmad, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Strategies+for+combining+triplet-triplet+annihilation+upconversion+sensitizers+and+acceptors+in+a+host+matrix%5BTitle%5D)+AND+%22Coordination+Chemistry+Reviews%22%5BJournal%5D)">Strategies for combining triplet-triplet annihilation upconversion sensitizers and acceptors in a host matrix.</a> Coordination Chemistry Reviews. , 439-213944 (2021).</li>
<li>Stetefeld, J., McKenna, S. A., Patel, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+light+scattering%3A+a+practical+guide+and+applications+in+biomedical+sciences%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Dynamic light scattering: a practical guide and applications in biomedical sciences.</a> Biophysical Reviews. 8 (4), 409-427 (2016).</li>
<li>Speckbacher, M., Yu, L., Lindsey, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Formation+of+porphyrins+in+the+presence+of+acid-labile+metalloporphyrins%3A+A+new+route+to+mixed-metal+multiporphyrin+arrays%5BTitle%5D)+AND+%22Inorganic+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Formation of porphyrins in the presence of acid-labile metalloporphyrins: A new route to mixed-metal multiporphyrin arrays.</a> Inorganic Chemistry. 42 (14), 4322-4337 (2003).</li>
<li>Congrave, D. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Suppressing+aggregation+induced+quenching+in+anthracene+based+conjugated+polymers%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Suppressing aggregation induced quenching in anthracene based conjugated polymers.</a> Polymer Chemistry. 12 (12), 1830-1836 (2021).</li>
<li>Titration: Principles, volumetric analysis | General Chemistry. JoVE. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.jove.com/v/5699/introduction-to-titration">https://www.jove.com/v/5699/introduction-to-titration</a> (2022).</li>
<li>Cushing, B. L., Kolesnichenko, V. L., O'Connor, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+advances+in+the+liquid-phase+syntheses+of+inorganic+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Recent advances in the liquid-phase syntheses of inorganic nanoparticles.</a> Chemical Reviews. 104 (9), 3893-3946 (2004).</li>
<li>Han, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anionic+surfactants+templating+route+for+synthesizing+silica+hollow+spheres+with+different+shell+porosity%5BTitle%5D)+AND+%22Solid+State+Sciences%22%5BJournal%5D)">Anionic surfactants templating route for synthesizing silica hollow spheres with different shell porosity.</a> Solid State Sciences. 13 (4), 721-728 (2011).</li>
<li>Kwon, O. S., Kim, J. -H., Cho, J. K., Kim, J. -H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Triplet-triplet+annihilation+upconversion+in+CdS-decorated+SiO2+nanocapsules+for+sub-bandgap+photocatalysis%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+%26+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Triplet-triplet annihilation upconversion in CdS-decorated SiO2 nanocapsules for sub-bandgap photocatalysis.</a> ACS Applied Materials & Interfaces. 7 (1), 318-325 (2015).</li>
<li>Brinker, C. J., Scherer, G. W. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBrinker%2C+CJ+%22Sol-Gel+Science%3A+the+Physics+and+Chemistry+of+Sol-Gel+Processing%22">Sol-Gel Science: the Physics and Chemistry of Sol-Gel Processing</a>. , Elsevier Science. Saint Louis. (2014).</li>
<li>G Force Calculator - RCF to RPM. , Acrylic acid (HSG 104 (2022).</li>
<li>Acrylic acid (HSG 104, 1997). , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://inchem.org/documents/hsg/hsg/v104hsg.htm">https://inchem.org/documents/hsg/hsg/v104hsg.htm</a> (2022).</li>
<li>de Mello, J. C., Wittmann, H. F., Friend, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+improved+experimental+determination+of+external+photoluminescence+quantum+efficiency%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">An improved experimental determination of external photoluminescence quantum efficiency.</a> Advanced Materials. 9 (3), 230-232 (1997).</li>
</ol>

Uniwersytet Harvarda złożył kilka patentów w oparciu o tę pracę. SNS, RCS i DNC są współzałożycielami Quadratic3D, Inc.

Podczas przygotowywania jasnych nanokapsułek konwertujących w górę należy wziąć pod uwagę kilka kwestii. Po pierwsze, synteza odbywa się w komorze rękawicowej, ponieważ materiały konwersji w górę muszą być chronione przed tlenem - dobrze wiadomo, że strumień światła konwersji w górę jest zmniejszony w obecności tlenu 13,14,15,16. Dodatkowo roztwory podstawowe uczulacza i anihilatora powinny być przygotowywane świeże dla każdej partii. Wykazano, że PdTPTBP i inne metalizowane porfiryny demetalizują się w oświetleniu otoczenia w obecności kwasu18, a wiadomo, że antraceny agregują się z czasem19. Efekty te można zminimalizować, przygotowując świeże roztwory pod czerwonym oświetleniem dla każdej syntezy. Autorzy zauważają, że rygorystyczne czerwone oświetlenie nie jest już wymagane po zmieszaniu metalizowanej porfiryny i antracenu, a oświetlenie otoczenia jest dopuszczalne do użycia po tym kroku. Wreszcie, do syntezy na dużą skalę, zaleca się przygotowanie co najmniej 1,75 ml roztworu podstawowego do konwersji w górę, ponieważ dodanie mniej niż 1,45 ml tego roztworu w celu wytworzenia UCNC zmieni proporcje wszystkich innych wymaganych odczynników, a także tworzenie nanokropel w zależności od stężenia. Podobnie, w przypadku syntezy na małą skalę, zaleca się przygotowanie 250 μl roztworu podstawowego do konwersji w górę w tych samych proporcjach. Na koniec, używając mikropipety do dozowania roztworów podstawowych kwasu oleinowego, powoli zwolnij tłok i poczekaj, aż całkowicie się podniesie, aby dozować żądaną objętość. Kwas oleinowy powoli wypełnia końcówkę pipety ze względu na swoją wysoką lepkość i łatwo jest przypadkowo dozować mniej roztworu niż oczekiwano.
Ważne jest, aby zrozumieć, że wytwarzanie nanokropelek kwasu oleinowego jest wrażliwe na czas mieszania, prędkość i znaczne zmiany temperatury. Na przykład wybór blendera jest znaczący i może wpływać na tworzenie się nanokropelek kwasu oleinowego. W początkowej fazie rozwoju przetestowano wiele marek blenderów. Blender zalecany w Tabeli Materiałów doprowadził do wytworzenia stosunkowo lepszych i powtarzalnych nanokapsułek opisanych w tym protokole. Warto zauważyć, że silne mieszanie zwiększa temperaturę emulsji i zmniejsza wydajność tworzenia nanokropel kwasu oleinowego. Ostrza blendera muszą być całkowicie zanurzone w wodzie, aby jak najlepiej kontrolować temperaturę, co było jednym z czynników branych pod uwagę przy określaniu wymaganej objętości wody przedstawionej tutaj10. Dodatkowo, wcześniejsze schłodzenie wody zmniejsza agregację kropel w emulsji, co ostatecznie poprawia wydajność nanokapsułek do syntezy na dużą skalę. Z drugiej strony, w przypadku syntezy na małą skalę, schładzanie wody nie zmienia znacząco tworzenia się nanokropelek oleiny, prawdopodobnie dlatego, że trzymanie fiolki o pojemności 40 ml nie podnosi temperatury wody tak bardzo, jak ostrza blendera.
Dodatek APTES jest znaczącym etapem syntezy, ponieważ APTES stabilizuje nanokropelki kwasu oleinowego powstające w wyniku mieszania lub wirowania. Początkowa emulsja nanokropelkowa jest mętną, mętną dyspersją. Po dodaniu APTES roztwór staje się klarowny i przezroczysty, ponieważ nanokropelki są stabilizowane. Średnio wymagane objętości APTES są bardzo zbliżone do tego, co jest przedstawione w protokole, ale czasami potrzeba nieco mniej lub nieco więcej APTES, aby rozwiązanie stało się jasne. W związku z tym dodawanie APTES powinno być traktowane w sposób analogiczny do przeprowadzania innych miareczkowania20. Dodanie zbyt dużej ilości APTES (tj. poza "po prostu czystym" roztworem) zakłóci tworzenie się otoczki nanokapsułek i zmniejszy wydajność. W tym celu, jeśli do wytworzenia klarownej zawiesiny wymagane są znacznie różne objętości APTES lub nigdy nie zostanie osiągnięta klarowna zawiesina, oznacza to, że konieczne jest rozwiązywanie problemów w celu optymalizacji tworzenia nanokropel kwasu oleinowego. Na przykład, jeśli wytwarzanie nanokropel jest nieefektywne, objętość kropli, a tym samym powierzchnia nanokropli, będzie większa niż oczekiwano i może wymagać większej liczby APTE. Zaobserwowano to w syntezie na małą skalę i można temu zaradzić na wiele sposobów, takich jak siła używana do przytrzymania fiolki przy mieszalniku wirowym lub poprzez wydłużenie czasu wirowania.
Dodatkowo, 10K MPEG-silan musi być dodany natychmiast po APTES, aby zapobiec agregacji i nie można go pominąć10. Bez dodatku 10K MPEG-silanu obserwuje się nieodwracalną agregację w ciągu ~30 min w postaci wytwarzania osadów. Chociaż silan 5K MPEG można zastąpić silanem 10K MPEG, silany MPEG o niższej masie cząsteczkowej nie zapobiegają w wystarczającym stopniu agregacji przy stałym stężeniu.
Tworzenie się powłoki krzemionkowej jest kluczem do nadania trwałości UCNC, gdy jest rozproszone w różnych roztworach. Podczas gdy wzrost powłoki krzemionkowej jest na ogół dobrze zbadany 21,22,23, często stosowana kataliza kwasowa lub zasadowa 21 w celu pobudzenia wzrostu krzemionki nie jest tutaj stosowana, ponieważ ogrzewanie jest wystarczające do wytworzenia trwałej, usieciowanej powłoki krzemionkowej. Aby monitorować tworzenie się otoczki krzemionkowej w czasie, należy obserwować jasną konwersję w górę po 100-krotnym rozcieńczeniu podwielokrotności reakcji nanokapsuły w rozpuszczalniku organicznym, takim jak aceton, z minimalną fosforescencją uczulającą dla układu PdTPTBP/TIPS-an (rysunek 2D i odniesienie10). Zazwyczaj jasną konwersję w górę można zaobserwować po około 24 godzinach, ale 48 godzin zwiększy względną emisję, co oznacza, że większa populacja UCNC posiada trwałą powłokę. Należy pamiętać, że emisja UC zależy od mocy napromieniowania i należy zastosować odpowiednią gęstość mocy. Dla przykładu, w opisywanym tu układzie, do zobaczenia jasnego PL z konwersją w górę wymagane są gęstości mocy rzędu ~65 W cm-2.
Drugi dodatek 10K MPEG-silanu po 40 godzinach wzrostu krzemionki poprawia dyspergowalność nanokapsułek w rozpuszczalnikach organicznych. Podczas gdy UCNC będą nadal dyspergować w wielu rozpuszczalnikach bez tego drugiego dodatku 10K MPEG-silanu, drugi dodatek jest wysoce zalecany w celu zwiększenia ładunków UCNC masowo w roztworze. Na przykład, w celu zastosowania w żywicy do druku 3D, 0,67 g ml-1 pasty nanokapsułkowej zdyspergowano w kwasie akrylowym10.
Wystawienie UCNC na działanie tlenu podczas całego wielodniowego procesu produkcyjnego powoduje wnikanie tlenu w stężeniach, które znacznie zmniejszają fotoluminescencję w górę. Aby zapewnić utrzymanie obojętnej atmosfery podczas 48 godzin mieszania w atmosferze otoczenia, w zależności od skali reakcji stosuje się różne protokoły. W dużych skalach etanol wytwarzany podczas wzrostu krzemionki może wytwarzać znaczne ciśnienia, które mogą prowadzić do usunięcia przyczepionej przegrody lub utraty integralności strukturalnej naczynia reakcyjnego24. W związku z tym kolba o pojemności 500 ml powinna być podłączona do przewodu Schlenka, aby umożliwić uwolnienie ciśnienia w atmosferze obojętnej. W przypadku małych skal uszczelnienie szklanej fiolki o pojemności 40 ml folią uszczelniającą lub taśmą izolacyjną pozwala zachować integralność strukturalną uszczelnienia. Bez uszczelnienia wieczka fiolki, wzrost ciśnienia spowoduje powolne odkręcenie wieczka i umożliwi wniknięcie tlenu.
Oczyszczanie reakcyjne przez wirowanie oddziela UCNC od innych niepożądanych produktów ubocznych. Wiele marek wirówek i wirników jest kompatybilnych z tym oczyszczaniem, jeśli dostępna jest siła g podana w protokole. Siłę g można przeliczyć na obroty na minutę w oparciu o wymiary wirnika wirówki25. Dopuszczalna jest krótkotrwała ekspozycja UCNC na działanie atmosfery otoczenia podczas wirowania, o ile po oczyszczeniu są one przechowywane w atmosferze obojętnej. Jednym z ograniczeń tej syntezy jest to, że wydajność atomów jest trudna do oszacowania w stosunku do wejściowych substancji chemicznych. Po odwirowaniu ta wielkoskalowa synteza nanokapsułek powinna dać około 10 g pasty, a synteza na małą skalę powinna dać około 1,0 g pasty w kapsułkach. Nie jest jasne, w jakim stopniu TEOS jest wykorzystywany do tworzenia powłoki UCNC. Osad wyrzucony po pierwszym odwirowaniu składa się z krzemionki o dużej masie cząsteczkowej, która nie jest włączona do UCNC. Po drugim odwirowaniu supernatant można ponownie odwirować w celu zwiększenia zebranej masy. Nie zaleca się wydłużania czasu wirowania powyżej 16 godzin, ponieważ pasta z miękkich kapsułek zestala się w zwarty film, którego nie można zdyspergować w innych rozpuszczalnikach. Mimo to masy pasty kapsułkowej zbieranej z partii na partię są spójne i wystarczające do późniejszego użycia i charakteryzacji.
Trwałość UCNC może się różnić w zależności od rozpuszczalnika, a także od warunków przechowywania. Podczas gdy pasta UCNC zebrana przez wirowanie jest bezużyteczna po 48 godzinach, gdy woda odparowuje, nanokapsułki są trwałe w różnych rozpuszczalnikach. W wodzie trwałość UCNC jest rzędu kilku miesięcy. W przypadku kwasu akrylowego trwałość jest zmniejszona do kilku dni, głównie dlatego, że rozpuszczalnik kwasu akrylowego jest niestabilny i może ulegać polimeryzacji, gdy jest przechowywany w warunkach beztlenowych10,26. Dalsze badania trwałości UCNC zależne od rozpuszczalników są w toku.
Synteza na małą skalę jest szczególnie przydatna do względnych porównań fotoluminescencji z konwersją w górę między różnymi preparatami. Pastę NC zebraną po drugim odwirowaniu należy zdyspergować w wodzie o stężeniu 100-200 mg mL-1 i rozcieńczyć w acetonie (lub innym rozpuszczalniku według uznania). Co najmniej 25% objętości roztworu musi zawierać wodę (np. 25/75 woda/aceton v/v), aby utrzymać NC w zawieszeniu i zapobiec tworzeniu się osadów. Porównanie względnej emisji konwersji w górę między partiami było konieczne do określenia stężeń uczulacza i anihilatora w tym protokole. Być może wbrew intuicji, stosunek uczulacza do anihilatora wymagany do maksymalizacji strumienia świetlnego w nanokapsułkach UC do druku 3D może nie być równoważny stosunkowi, który maksymalizuje wydajność kwantową UC27 w roztworach podstawowych kwasu oleinowego.
Podsumowując, szczegółowy protokół i najlepsze praktyki syntezy nanokapsułek do konwersji w górę są rozwijane krok po kroku10. Ponieważ inne metody hermetyzacji materiałów do konwersji w górę do stosowania w rzeczywistych zastosowaniach są kompatybilne tylko ze środowiskami wodnymi16, synteza ta jest istotna, ponieważ pozwala na zastosowanie materiałów do konwersji w górę w różnych środowiskach chemicznych, takich jak rozpuszczalniki organiczne. Metody te posłużą do zwiększenia podejść do dostępu do wolumetrycznego druku 3D do precyzyjnej produkcji addytywnej oraz w każdym zastosowaniu wymagającym wysokoenergetycznego światła poza powierzchnią.

Odejście od subtraktywnych procesów produkcyjnych (np. skomplikowanych kształtów tworzonych przez rzeźbienie bloków surowca) może zmniejszyć ilość odpadów i zwiększyć tempo produkcji. W związku z tym wiele branż zmierza w kierunku procesów wytwarzania przyrostowego, w których obiekty są budowane warstwa po warstwie1 za pomocą druku trójwymiarowego (3D). Wiele z nich pracuje nad opracowaniem procesów wytwarzania przyrostowego dla wielu klas materiałów (np. szkło2, ceramika3,4, metals5 i plastics6,7).
To utwardzanie warstwa po warstwie ogranicza wybór żywicy i wpływa na właściwości mechaniczne wydruku6,7. Biorąc pod uwagę druk 3D oparty na świetle do wytwarzania tworzyw sztucznych, druk oparty na absorpcji dwóch fotonów (2PA) odchodzi od procesów warstwa po warstwie, drukując wolumetrycznie8. Proces 2PA wymaga jednoczesnej absorpcji dwóch fotonów w celu zainicjowania polimeryzacji. To nie tylko zwiększa wymagane pobory mocy, ale także zwiększa złożoność i koszt systemu drukowania, ograniczając rozmiary wydruków do skali mm3 lub mniejszej9.
Niedawno, nowa metodologia druku 3D wykorzystująca potrójną konwersję w górę (UC) umożliwiła wolumetryczne drukowanie 3D za pomocą UC w skali cm310. Co ciekawe, proces ten wymaga napromieniowania o stosunkowo niskiej gęstości mocy10 w porównaniu do druku opartego na 2PA9,11,12. Proces konwersji w górę przekształca dwa fotony o niskiej energii w jeden foton o wysokiej energii13, a światło przekształcone w górę jest pochłaniane przez fotoinicjator w celu zainicjowania polimeryzacji. Wdrożenie materiałów UC do fuzji trypletowej tradycyjnie było wyzwaniem ze względu na wysokie wymagania dotyczące stężenia materiału, słabą rozpuszczalność i wrażliwość na tlen13,14,15. Hermetyzacja materiałów UC przy użyciu różnych schematów nanocząstek została dobrze zbadana16, ale nie spełnia wymagań dotyczących trwałości rozpuszczalników organicznych. Opisany tutaj protokół syntetyczny nanokapsuły do konwersji kwasu oleinowego (UCNC) pokryty krzemionką pokonuje to wyzwanie związane z trwałością dyspersji materiałów UC w szerokiej gamie rozpuszczalników organicznych, w tym żywicach do druku 3D10. Przekształcone w górę światło generowane z materiałów wewnątrz nanokapsułek jest wzorowane w wielu wymiarach, aby wygenerować ciała stałe wolne od struktury nośnej, co pozwala na drukowanie struktur o wysokiej rozdzielczości o rozdzielczości tak małej jak 50 μm10. Usuwając struktury podporowe i drukując w środowisku beztlenowym, dostępne są nowe związki chemiczne żywic, które pozwalają osiągnąć zarówno ulepszone, jak i nowatorskie właściwości materiału, niedostępne w tradycyjnej stereolitografii.
Tutaj przedstawiono protokół syntetyczny UCNC do hermetyzacji uczulacza (palladu (II) mezo-tetrafenylu tetrabenzoporfiny, PdTPTBP) i anihilatora (9,10-bis((triizopropylosililo)etynylo)antracen, TIPS-an) w dwóch różnych skalach. Synteza na dużą skalę dostarcza materiału do dostarczenia ~10 g pasty nanokapsułek do konwersji w górę do stosowania w żywicach do druku 3D. Synteza na małą skalę dla ~1 g pasty nanokapsułek do konwersji w górę pozwala na optymalizację zawartości nowych nanokapsułek. Protokół ten będzie wspierał udaną integrację UCNC fuzji trypletowej z różnymi przepływami pracy druku 3D i innymi aplikacjami.

<table><tbody><tr><td>Chemicals</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>(3-aminopropylo)trietoksysilan, bezwodny</td><td>Acros Organic/Fisher Scientific&nbsp;</td><td></td><td></td>AC430941000</tr><tr><td>10K MPEG-Silane</td><td>Nanosoft Polymers</td><td>2526</td><td></td></tr><tr><td>Kwas oleinowy (99%)</td><td>Beantown Chemical</td><td>126125</td><td></td></tr><tr><td>Pd (II) mezotetrafenylotetrabenzoporfina (PdTBTP)</td><td>Frontier Scientific&nbsp;</td><td>41217</td><td></td></tr><tr><td>ortokrzemian tetraetylu, bezwodny</td><td>Millipore Sigma</td><td>86578</td><td></td></tr><tr><td>TIPS-Antracen</td><td>Millipore Sigma</td><td>731439</td><td></td></tr><tr><td>Reprezentatywna ultrawirówka do oczyszczania nanokapsułek</td><td></td><td></td><td>Chociaż można użyć mniejszej wirówki, ultrawirówka jest wygodna do wirowania w ciągu 12-14 godzin w celu wyizolowania pasty nanokapsułek do konwersji.</td></tr><tr><td>500 mL, Butelka z poliwęglanu z zespołem nakrętki, 69 x 160 mm - 6 szt</td>. <td>Beckman-Coulter</td><td>355605</td><td></td></tr><tr><td>Avanti J-26S XP Wysokowydajna wirówka</td><td>Beckman-Coulter</td><td>Avanti J-26S XP</td><td></td></tr><tr><td>JA-10 Aluminiowy wirnik o stałym kącie nachylenia - 6 x 500 mL; 10 000 obr./min; 17 700 x g</td><td>Beckman-Coulter</td><td>369687</td><td></td></tr><tr><td>specjalistyczne urządzenia produkcyjne i materiały eksploatacyjne</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>3M 03429NA 051131034297 Szkocka taśma izolacyjna, 3/4 cala na 66 stóp,, 1 rolka, 3/4 stopy</td><td></td> Fiolki scyntylacyjne Amazon <td></td><td></td></tr><tr><td>40 ml (28 mm OD x 95 mm wysokości, rozmiar gwintu 24-400)</td><td>Fisher Scientific</td><td>CG490006</td><td>Synteza na małą skalę</td></tr><tr><td>500 ml RBF z pojedynczą szyjką, 24/40 Złącze zewnętrzne</td><td>Chemglass</td><td>CG-1506-20</td><td>Synteza</td></tr> <tr><td>na dużą skalęMieszadło w kształcie jajka do stosowania w kolbie okrągłodennej o pojemności 500 ml (średnica 6,35 mm, długość 16 mm)</td><td>Fisher Scientific</td><td>14-512-122</td> Komora rękawicowa do <td>syntezy na dużą skalę</td></tr><tr><td></td><td>Mbraun</td><td>LabStar Pro</td><td>Jest to komora rękawicowa używana przez autorów. Jednak tak długo, jak tlen może być utrzymywany na poziomie poniżej ~10 ppm, każdy model jest akceptowalny.</td></tr><tr><td>Magnetyczna płytka mieszająca - wewnątrz schowka podręcznego</td><td>Dowolna marka</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Magnetyczna płytka mieszająca z regulacją temperatury (kąpiel olejowa lub bloki grzewcze) - na zewnątrz schowka podręcznego</td><td>Mieszadło dowolnej marki</td><td></td><td></td></tr><tr><td>w kształcie ośmiokąta do stosowania w fiolce scyntylacyjnej o pojemności 40 ml (średnica 3 mm, długość 12 mm)</td><td>VWR</td><td>58947-140</td><td>Synteza na małą skalę</td></tr><tr><td>Folia do pakowania Parafilm M</td><td>Fisher Scientific</td><td>&nbsp; S37440</td><td></td></tr><tr><td>Precyzyjna uszczelka gumowa septa</td><td>Millipore Sigma</td><td>Z554103-10EA</td><td>Synteza na dużą skalę</td></tr><tr><td>Vitamix Blender</td><td>Vitamix.com</td><td>E310</td><td>Synteza na dużą skalę</td></tr><tr><td>Vortex Genie 2</td><td>Millipore Sigma</td><td>Z258415</td><td>Synteza na małą skalę</td></tr><tr><td><silny>Reprezentatywna charakterystyka Oprzyrządowanie i akcesoria</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Analizator wielkości nanocząstek Brookhaven Instruments 90Plus</td><td>Brookhaven Instruments</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Seria M Laser 635nm 300-500mW</td><td>Dragon Lasers Padająca</td><td></td><td>długość fali do charakteryzacji fotoluminescencji w górę. Laser powinien być używany wyłącznie przez przeszkolonych badaczy w dedykowanej przestrzeni optycznej z odpowiednimi protokołami bezpieczeństwa. Laser powinien być zogniskowany za pomocą soczewki, aby zwiększyć gęstość padającej mocy.</td></tr><tr><td>P50-1-UV-VIS</td><td>Ocean Insight</td><td>P50-1-UV-VIS</td><td>krosowy do</td></tr><tr><td>spektrometru QE Pro QE Pro</td><td>Ocean Insight</td><td>Spektrometr QEPRO-VIS-NIR</td><td>do zbierania fotoluminescencji z konwersją w górę.</td></tr><tr><td>Skaningowy mikroskop elektronowy z emisją pola Supra55VP (FESEM)</td><td>Zeiss</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

synteza nanokapsułek triplet fusion upconversion

Triplet Fusion Upconversion Nanocapsule Synthesis

Konwersja w górę fuzji trypletowej (UC) pozwala na wygenerowanie jednego fotonu o wysokiej energii z dwóch fotonów wejściowych o niskiej energii. Ten dobrze zbadany proces ma znaczące implikacje dla wytwarzania wysokoenergetycznego światła poza powierzchnią materiału. Jednak wdrożenie materiałów UC zostało utrudnione ze względu na słabą rozpuszczalność materiału, wysokie wymagania dotyczące stężenia i wrażliwość na tlen, co ostatecznie doprowadziło do zmniejszenia emisji światła. W tym celu nanokapsułkowanie stało się popularnym motywem pozwalającym obejść te wyzwania, ale trwałość pozostała nieuchwytna w rozpuszczalnikach organicznych. Niedawno opracowano technikę nanoenkapsulacji, aby sprostać każdemu z tych wyzwań, w wyniku czego nanokropelka kwasu oleinowego zawierająca materiały konwersji w górę została zamknięta w otoczce krzemionkowej. Ostatecznie te nanokapsułki (NC) były wystarczająco trwałe, aby umożliwić wolumetryczne drukowanie trójwymiarowe (3D) z potrójną konwersją w górę. Poprzez hermetyzację materiałów konwersji krzemionki i dyspersję ich w żywicy do druku 3D, możliwe stało się fotomodelowanie poza powierzchnią drukarskiej. W tym miejscu przedstawiono protokoły wideo do syntezy NC konwersji w górę zarówno dla małych, jak i dużych partii. Przedstawione protokoły służą jako punkt wyjścia do dostosowania tego schematu enkapsulacji do wielu schematów konwersji w górę do użytku w zastosowaniach wolumetrycznego druku 3D.

Rycina 1 przedstawia schematyczny przebieg protokołu syntezy nanokapsułek konwersyjnych. Podkreślono podobieństwa między przygotowaniem UCNC w małej i dużej skali, takie jak generowanie emulsji olej w wodzie oraz dodawanie odczynników chemicznych w celu syntezy powłoki krzemionkowej. W przypadku syntezy w małej skali zazwyczaj uzyskuje się 700-1000 mg pasty UCNC, natomiast w syntezie w dużej skali zazwyczaj uzyskuje się 7-10 g UCNC.
Nanokapsułki zostały scharakteryzowane przy użyciu kombinacji technik spektroskopowych i mikroskopowych10. Aby przygotować próbki do SEM, na odpowiednią przewodzącą podłoże SEM naniesiono kroplą film z roztworu pasty z nanokapsułkami o stężeniu 100 mg mL-1 zdyspergowanej w wodzie i pozostawiono do wyschnięcia. Przewodność nanokapsułek jest z natury niska, lecz wciąż wystarczająca do charakteryzacji bez dodawania innego materiału przewodzącego. Reprezentatywny obraz SEM (Rysunek 2A) przedstawia relatywnie monodyspersyjne nanokapsułki o średnicach ~50 nm uzyskane zgodnie z tym protokołem. Jednym z ograniczeń stosowania SEM do charakteryzacji morfologii UCNC jest ich niestabilność w warunkach ultrawysokiej próżni przez dłuższe okresy czasu. W warunkach ultrawysokiej próżni niezbędnej do pomiarów SEM, UCNC można pomyślnie obrazować przy sprawnej pracy, zazwyczaj w ciągu 30 min. UCNCs ulegają fuzji w wysokiej próżni po około 30 min w warunkach ultrawysokiej próżni (Rysunek 2B). Fuzja ta nie jest obserwowana w warunkach otoczenia po zastosowaniu procedury opisanej w niniejszym protokole (vide infra). Nawet biorąc pod uwagę kwestie stabilności w próżni, mikroskopia elektronowa nadal jest korzystną metodą oceny typowej morfologii UCNC.
Dynamiczne rozpraszanie światła (DLS) jest kolejną przydatną techniką do określania średniej średnicy hydrodynamicznej nanokapsułek w roztworze. Próbki do analizy DLS można łatwo przygotować, wykorzystując rozcieńczony roztwór UCNC. W tym przypadku analizą DLS objęto próbkę nad precipitates odzyskanych po pierwszym wirowaniu (krok 1.23 lub 2.17). Nad precipitates rozcieńczono 10-krotnie ultra-czystą wodą dejonizowaną i przefiltrowano przez 0.2 μm filtr PVDF do usuwania dużych cząstek i kurzu. Alternatywnie można scharakteryzować pastę UCNC przy stężeniu 100 mg mL⁻¹-1 w ultraczystej wodzie dejonizowanej rozcieńczonej 10-krotnie i przefiltrowanej przez 0.2 μm filtr PVDF. Średnicę hydrodynamiczną zmierzono metodą DLS i wyniosła ona &lt;100 nm z serii na serię, zazwyczaj w zakresie 65–90 nm10W tych warunkach charakterystyki nie zaobserwowano agregacji nanocząstek, co eliminuje potrzebę stosowania dodatkowego elektrolitu.10Podobne średnice UCNC można uzyskać stosując protokoły w skali dużej lub małej; reprezentatywne przebiegi z jednego skanowania przedstawiono w Rysunek 2CZe względu na ruchy Browna oraz proces dopasowania matematycznego do równania Stokesa-Einsteina, uśrednia się wiele skanów w celu wyznaczenia średnich średnic hydrodynamicznych.17Średnie średnice hydrodynamiczne dla próbek przedstawionych w Rysunek 2C wynoszą odpowiednio ok. 75 nm dla zaprezentowanej dużej partii (polidyspersyjność, PDI: 0,21) oraz ok. 66 nm (PDI: 0,15) dla małej partii. Taka zmienność średnicy hydrodynamicznej jest typowa dla poszczególnych partii, niezależnie od skali reakcji.
Na koniec niezbędna jest charakterystyka optyczna w celu oceny integralności enkapsulacji w powłoce krzemionkowej (Rysunek 2D). W tym kroku próbkę supernatantu odzyskanego po pierwszym wirowaniu rozcieńczono 10-krotnie w odtlenionym acetonie w komorze rękawicowej. Próbkę rozcieńczono w acetonie, aby przetestować integralność strukturalną UCNC. Na Rysunku 2D emisja upconversion antracenu jest wyraźnie widoczna po naświetlaniu laserem o długości fali 635 nm, co świadczy o tym, że średnia powłoka krzemionkowa pozostała nienaruszona. Jeśli powłoki krzemionkowe są zbyt cienkie, jasna emisja upconversion jest niezwykle niska po naświetlaniu laserem 635 nm. Wynika to z faktu, że zawartość upconversion uległa rozpuszczeniu i rozcieńczeniu w acetonie do stężenia zbyt niskiego, aby wygenerować jasną emisję upconversion10.
<img alt="Proces syntezy nanokapsułek; mieszanie, w vortexowaniu, ogrzewanie; schemat z etapami oczyszczania." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64374/64374fig01.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 1"> 
Rysunek 1: Schematyczny przedstawienie procesu syntezy nanokapsułek do konwersji w górę w małej i dużej skali. Ta figura została stworzona za pomocą Biorender.com. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64374/64374fig01large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Mikroskopia elektronowa tekstury nanocząstek; wykres rozkładu średnic; wykres widm emisji." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64374/64374fig02v2.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 2"> 
Rysunek 2: Reprezentatywna charakterystyka nanokapsułek z wykorzystaniem mikroskopii i spektroskopii. (A) SEM UCNCs pokazuje skalę i jednorodność syntezy nanokapsułek konwertujących w górę. Pasek skali = 200 nm. (B) SEM UCNCs, które zlały się w warunkach ultrawysokiej próżni w czasie około 30 min. Próbki do SEM przygotowano poprzez drop-casting roztworów UCNCs w dejonizowanej wodzie ultrapurej. Pasek skali = 20 μm. (C) Reprezentatywne ślady DLS nanokapsułek konwertujących w górę przygotowanych w małej i dużej skali. UCNCs rozcieńczono w dejonizowanej wodzie ultrapurej. (D) Emisja konwersji w górę TIPS-an w UCNCs rozcieńczonych w acetonie została wywołana naświetlaniem laserem 635 nm przy mocy ~65 W cm-2. Ta jasna konwersja w górę świadczy o tym, że powłoki krzemionkowe są wystarczająco grube, aby zapobiec wyciekaniu zawartości nanokapsułek. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64374/64374fig02largev2.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>

Ten protokół szczegółowo opisuje syntezę nanokapsułek do późniejszego wykorzystania w żywicach fotopolimeryzowalnych do wolumetrycznego druku 3D z ułatwioną fuzją trypletową.

Synteza nanokapsułek Triplet Fusion Upconversion

Triplet fusion upconversion (UC) allows for the generation of one high energy photon from two low energy input photons. This well-studied process has ...

Nano kapsułki konwersji w górę pozwalają na precyzyjne przestrzenne generowanie fotonów o wysokiej energii z fotonów o niskiej energii. Ich wdrożenie umożliwia innowacje w technologiach takich jak wolumetryczny druk 3D. Protokół ten pokazuje wytwarzanie trwałych nanokapsułek w silikonowej obudowie.Nasza procedura jest bardzo skalowalna i wyróżniamy protokoły syntezy w dwóch różnych skalach. Zacznij od ustawienia schowka na rękawiczki z obojętną atmosferą pod czerwonym oświetleniem. Aby przygotować nasycony roztwór tego środka uczulającego, dodaj dwa mililitry 99% kwasu oleinowego do 20 miligramów środka uczulającego w fiolce z mieszadłem.Przykryć fiolkę folią w celu ochrony przed światłem otoczenia. Następnie dodaj dwa mililitry 99% kwasu oleinowego do 25 miligramów anihilatora w fiolce z mieszadłem. Mieszaj mieszaninę przy 600 obr./min w temperaturze pokojowej przez co najmniej cztery godziny.Następnie przefiltruj oba roztwory za pomocą filtra strzykawkowego PTFE o średnicy 0,45 mikrometra. Za pomocą strzykawki wymieszaj 0,7 mililitra roztworu odmawiającego filtra. 0,35 mililitra przefiltrowanego roztworu uczulającego.I 0,7 mililitra kwasu oleinowego do przygotowania roztworu podstawowego materiału konwersyjnego. Następnie, przy oświetleniu otoczenia, dodaj 200 mililitrów ultraczystej wody dejonizowanej do 250-mililitrowej kolby Erlenmeyera uszczelnionej przegrodą. Schłodzić kolbę w łaźni lodowej przez co najmniej godzinę, aż osiągnie około pięciu stopni Celsjusza.I zabezpiecz przegrodę za pomocą folii uszczelniającej. Bezpośrednio przed przygotowaniem nanokapsułek należy wlać schłodzoną wodę do schowka na rękawiczki. Upewnij się, że podczas wnoszenia wody do przedsionka działa tylko lekkie podciśnienie, ciągnąc 20% podciśnienia w oparciu o pomiar manometru przedsionka.Po wprowadzeniu wody do schowka na rękawiczki należy natychmiast włączyć funkcję przedmuchiwania schowka, aby ominąć kolumnę. Upewnij się, że wszystkie chemikalia i materiały eksploatacyjne są w zasięgu ręki, w tym strzykawki i igły do dozowania optusa i ortokrzemianu tetraetylu. 10k mPEG-Saline i nylonowa ściereczka do czyszczenia.Podłącz blender i przykryj gniazdka elektryczne plastikowym pojemnikiem lub nylonową ściereczką. Ostrożnie wlej wodę do blendera. Dodaj 1,45 mililitra roztworu podstawowego materiału do konwersji w górę w jednej porcji za pomocą strzykawki do środka wody blendera.Przyklej pokrywkę i przykryj ją nylonową chusteczką. Miksuj z prędkością 22 600 obr./min dokładnie przez 60 sekund, trzymając pokrywę blendera, aby zapobiec małym wyciekom. Przenieść emulsję do kolby okrągłodennej o pojemności 500 mililitrów.Przymocować kolbę do płytki mieszającej za pomocą zacisku. Dodaj mieszadło w kształcie jajka i energicznie wymieszaj emulsję z prędkością 1200 obr./min. Za pomocą strzykawki dodaj 0,75 mililitra optusa do emulsji, aby uzyskać klarowny roztwór miceli.Dodaj cztery gramy 10k mPEG-Silane, aby zapobiec agregacji kapsułek. Potrząsnąć kolbą, aby upewnić się, że jest rozproszona. I mieszać z prędkością 1200 obr./min przez około 10 minut.Po wymieszaniu dodać 15 mililitrów ortokrzemianu tetraetylu w jednej porcji za pomocą 20-mililitrowej strzykawki. Dodaj kolejne 15 mililitrów w jednej porcji. Przymocować przegrodę do kolby i mieszać z prędkością 1200 obr./min przez 30 minut.Wyjąć kolbę i odpadki ze schowka na rękawiczki. Umieścić kolbę na płytce mieszającej z elementem grzejnym i podłączyć kolbę do przewodu Schlenka, aby utrzymać reakcję pod stałym ciśnieniem pod gazem obojętnym. Mieszaj i podgrzewaj reakcję przy 1200 obr./min przez 40 godzin w temperaturze 65 stopni Celsjusza.Następnie odłącz reakcję od linii Schlenka i dodaj cztery gramy 10k mPEG-Silane. Ponownie podłącz reakcję do linii schlenk. Mieszaj i podgrzewaj reakcję przez osiem godzin.Po ośmiu godzinach wyłącz ogrzewanie i pozwól reakcji ostygnąć do temperatury pokojowej, mieszając z prędkością 1200 obr./min. Następnie odwirować zawiesinę w probówkach wirówkowych o stężeniu 8 670 G przez godzinę w temperaturze 22 stopni Celsjusza. Wyrzucić osad i zachować supernatant zawierający nanokapsułki.Ponownie odwirować supernatant przez 14 do 16 godzin. Odrzucić supernatant i zebrać osad zawierający nanokapsułki do konwersji w górę. Za pomocą pipety ostrożnie spłucz górną powierzchnię granulki nano kapsułki dwukrotnie 10 mililitrami ultraczystej wody dejonizowanej.Za pomocą szpatułki przenieś pastę z nanokapsułek do oddzielnych 20-mililitrowych fiolek scyntylacyjnych. I natychmiast włóż fiolki do schowka na rękawiczki i scharakteryzuj preparat nano kapsułki. Podłącz mikser wirowy i ustaw prędkość na najwyższe ustawienie na 3 200 obr./min.Za pomocą mikropipety dodaj 145 mikrolitrów roztworu podstawowego anihilatora uczulacza do 20 mililitrów rozpylonej wody. Przymocuj pokrywę taśmą izolacyjną lub folią sufitową. Wirować roztwór przez siedem minut, trzymając fiolkę blisko podstawy.Umieścić fiolkę na płytce mieszającej i mieszać emulsję z prędkością 1 200 obr./min za pomocą mieszadła w kształcie ośmiokąta. Za pomocą mikropipety dodaj 75 mikrolitrów optusa, aby uzyskać klarowny roztwór miceli. A następnie natychmiast dodaj 400 miligramów 10k mPEG-Silane.Wstrząsnąć fiolką, aby oficjalnie wymieszać reakcję i umieścić fiolkę z powrotem na płytce mieszającej. Za pomocą strzykawki dodaj trzy mililitry ortokrzemianu tetraetylu, podczas gdy reakcja jest mieszana z prędkością 1200 obr./min. Wstrząsnąć fiolką, a następnie mieszać reakcję z prędkością 1200 obr./min, aż do wyjęcia jej ze schowka na rękawiczki.Uszczelnić fiolkę taśmą izolacyjną lub folią uszczelniającą i wyjąć fiolkę ze schowka na rękawiczki. Podgrzej roztwór w temperaturze 65 stopni Celsjusza, mieszając go z prędkością 1200 obr./min przez 40 godzin. Następnie dodaj 400 miligramów 10k mPEG-Silane i mieszaj reakcję przez osiem godzin.Obraz nanokapsułki ze skaningowego mikroskopu elektronowego uzyskany przy użyciu tego protokołu wykazał monorozproszone nanokapsułki o średnicy około 50 nanometrów. Pod wpływem ultra wysokiej próżni niezbędnej do tego pomiaru, nanokapsułki łączą się po około 30 minutach. Jak widać po dynamicznych śladach rozpraszania światła, podobne średnice nanokapsułek do konwersji w górę mogą być generowane z protokołów na dużą lub małą skalę.Ze średnią średnicą hydrodynamiczną 75 nanometrów dla dużej partii i 66 nanometrów dla małej partii. Charakterystyka optyczna wykazała, że po promieniowaniu laserem o długości 635 nanometrów obecna była emisja antrosyny w górę. Oznacza to, że powłoka krzemionkowa pozostała nienaruszona w nanokapsułkach.Istnieją drobne szczegóły, które mogą mieć duży wpływ na wydajność nanokapsułki. Zadbaj o ochronę reakcji przed tlenem z otoczenia i dodaj odpowiednią objętość testu aplikacji. Naukowcy są w stanie zmaksymalizować wydajność konwersji w górę, wykorzystując je w analogicznych nanokapsułkach.Dodatkowo, korzystając z tej techniki, naukowcy mogą tworzyć nanokapsułki do włączenia do napędzanej światłem żywicy do druku 3D.

triplet-fusion-upconversion-nanocapsule-synthesis

Research

JoVE Journal

Engineering

Inżynieria

Przedstawiamy nowatorską i wydajną integrację nanofotoniki (QD-FRET) oraz mikrofluidyki w celu zbadania procesu tworzenia polipreksów polielektrolitowych, co w przyszłości powinno zapewnić lepszą kontrolę oraz syntezę jednorodnych i dostosowanych do potrzeb polipreksów stosowanych w terapiach opartych na kwasach nukleinowych.

Połączenie QD-FRET i mikroprzepływowości w celu monitorowania samoorganizacji nanokompleksów DNA w czasie rzeczywistym

Ten film opisuje metodę wizualizacji montażu kondensatów białek fuzyjnych na cząsteczkach DNA w określonych loci za pomocą obrazowania pojedynczych cząsteczek. Kondensaty te powstają w wyniku oddziaływań LCD-LCD i LCD-DBD, które pozwalają na rekrutację polimerazy RNA II i zwiększoną transkrypcję genów.

Obrazowanie pojedynczych cząsteczek w celu wizualizacji łączenia kondensatów białek fuzyjnych na zasłonach DNA

Szczegóły protokołu są dostępne dla in vitro znakowania ludzkich embrionalnych komórek macierzystych za pomocą nanocząsteczek generujących drugą harmoniczną. Przedstawiono również metodyki badania hESC za pomocą mikroskopii wielofotonowej i ich różnicowania w klastry sercowe.

Nanocząstki harmoniczne w badaniach regeneracyjnych

Wyprodukowano zintegrowane urządzenie, zawierające barwnikowe ogniwo słoneczne i jednostkę do konwersji w górę anihilacji trypletowo-trypletowej, co pozwoliło na lepsze zbieranie światła z szerszego wycinka spektrum słonecznego. Przy umiarkowanych poziomach napromieniowania wykazano znacznie zwiększoną reakcję na fotony o niskiej energii, co przyniosło rekordową wartość dla ogniw słonecznych wrażliwych na barwnik.

Integracja systemu konwersji w górę anihilacji triplet-triplet w celu zwiększenia wrażliwości barwnika ogniwa słonecznego na światło sub-pasmo wzbronione

Organiczne cząsteczki barwnika i nanocząstki nanocząsteczkowe pokryte kwasem oleinowym nie są rozpuszczalne w wodzie. Protokół ten opisuje metodę "plug and play", która umożliwia przenoszenie cząsteczek barwnika organicznego i przekształcanie cząstek w górę z ich początkowego rozpuszczalnika hydrofobowego do wody.

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

W tym protokole, kinaza białkowa A (PKA), bioefektor transdukcji sygnału komórkowego, została unieruchomiona na powierzchni nanocząsteczki, mikrowstrzyknięta do cytozolu i aktywowana przez przekonwertowane światło UV z bliskiej podczerwieni (NIR), indukując rozpad włókien naprężeniowych w cytozolu.

Zintegrowany system do zdalnego wyzwalania wewnątrzkomórkowej transdukcji sygnału poprzez fotoaktywację kinazy za pośrednictwem nanocząstek w górę

Przedstawiono protokół syntezy nanokryształów (UCN) domieszkowanych lantanowców w skorupie rdzenia i ich komórkowych zastosowań do regulacji białek kanałowych przy oświetleniu światłem bliskiej podczerwieni (NIR).

Synteza nanokryształów konwersji w górę domieszkowanych lantanowców w otoczce do zastosowań komórkowych

Nanomateriały zapewniają wszechstronne mechanizmy kontrolowanego dostarczania terapeutycznego zarówno dla nauk podstawowych, jak i zastosowań translacyjnych, ale ich wytwarzanie często wymaga specjalistycznej wiedzy, która jest niedostępna w większości laboratoriów biomedycznych. W tym miejscu przedstawiamy protokoły skalowalnego wytwarzania i ładowania terapeutycznego różnorodnych, samoorganizujących się nanonośników za pomocą nanoprecypitacji błyskawicznej.

Szybkie, skalowalne składanie i ładowanie bioaktywnych białek i immunostymulantów do różnych syntetycznych nanonośników za pomocą nanoprecypitacji błyskawicznej

Demonstrujemy syntezę fuzogennych porowatych nanocząsteczek krzemu do skutecznego dostarczania oligonukleotydów in vitro i in vivo. Porowate nanocząstki krzemu są ładowane siRNA w celu utworzenia rdzenia, który jest pokryty fuzogenicznymi lipidami poprzez wytłaczanie w celu utworzenia powłoki. Uwzględniono ugrupowanie celowe, funkcjonalizację i charakterystykę cząstek.

Synteza, funkcjonalizacja i charakterystyka fuzogennych porowatych nanocząstek krzemu do dostarczania oligonukleotydów

Protokół opisuje tworzenie wytrzymałych i biokompatybilnych mikrokapsułek z DNA jako multipleksowane biosensory in vitro zdolne do śledzenia kilku ligandów.

Przygotowanie wielofunkcyjnych mikrokapsułek na bazie jedwabiu wypełnionych plazmidami DNA kodującymi aptamery RNA i ryboprzełączniki

Poznaj syntezę nanokapsułek upconversion z trwałym enkapsulowaniem silikonowym do druku 3D. Ta skalowalna metoda umożliwia generowanie fotonów wysokoenergetycznych z niskoenergetycznych.

Synteza nanokapsułek Triplet Fusion Upconversion

Przeglądaj więcej filmów