Um protocolo é apresentado para a síntese de nanocristais de núcleo-casca dopado com lantanídeos upconversion (UCNs) e seus aplicativos de celulares para regulamento de proteína canal sobre iluminação de infravermelho próximo (NIR).
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Artigo de método
Síntese de Core-shell Lanthanide dopados com nanocristais de Upconversion para aplicativos de celulares
Neste artigo
Resumo
Resumo
Nanocristais dopado com lantanídeos upconversion (UCNs) têm atraído muita atenção nos últimos anos, com base em suas propriedades ópticas promissoras e controláveis, que permitem a absorção de luz de infravermelho próximo (NIR) e posteriormente podem convertê-lo em multiplexados de emissões que se estendem sobre uma escala larga das regiões de UV para o visível para o NIR. Este artigo apresenta detalhados procedimentos experimentais para a síntese de co-precipitação de alta temperatura de núcleo-casca UCNs que incorporar íons lantanídeos diferentes em nanocristais para converter eficientemente a excitação de NIR penetrável de tecidos profundos (808 nm) em uma forte emissão azul em 480 nm. Controlando a modificação da superfície com polímero biocompatível (ácido poliacrílico, PAA), os preparado como UCNs adquire grande solubilidade em soluções tampão. Os nanocristais hidrofílicos são ainda mais acrescidas com ligantes específicos (cyclooctyne, dibenzyl, DBCO) para a localização na membrana celular. A luz NIR (808 nm) a irradiação, a emissão de upconverted azul pode efetivamente ativar a proteína de canais dependentes de luz sobre a membrana celular e regulam especificamente o influxo de cátion (por exemplo, Ca2 +) no citoplasma. Este protocolo fornece uma metodologia viável para a síntese de núcleo-casca dopado com lantanídeos UCNs e subsequente modificação da superfície biocompatível para mais aplicativos de celulares.
Introdução
Nos últimos anos, nanocristais dopado com lantanídeos upconversion (UCNs) têm sido amplamente utilizados como uma alternativa aos corantes orgânicos convencionais e pontos quânticos em aplicações biomédicas, que se baseiam principalmente na sua excelente química e propriedades ópticas, incluindo o excelente biocompatibilidade, alta resistência ao fotobranqueamento e largura de banda estreita de emissão1,2,3. Mais importante, eles podem servir como um promissor nanotransducer com tecido excelente penetração profundidade na vivo para converter a excitação de infraverme....
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Protocolo
atenção: favor consultar todas as fichas de dados de segurança (MSDS) antes do uso. Por favor, use todas as práticas de segurança adequadas ao realizar a síntese de UCNs em alta temperatura (~ 290 ° C), incluindo o uso de controles de engenharia (coifa) e equipamentos de proteção individual (por exemplo, óculos de segurança, luvas, jaleco, comprimento total de calças e sapatos fechados).
1. síntese de NaYF 4: Yb/Tm/Nd (30/0.5/1%) @NaYF 4: nanocristais de núcleo-casca de Nd(20%)
- síntese de NaYF 4: nanostructure de núcleo Yb/Tm/Nd(30/0.5/1%)
- Preparação do RE (CH <....
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Resultados
O processo de síntese esquemática do núcleo-casca dopado com lantanídeos UCNs são mostrados na Figura 1 e Figura 2. A microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e imagens de microscopia eletrônica (HRTEM) de transmissão de alta resolução do núcleo e núcleo-shell UCNs nanoestruturas foram coletadas respectivamente (Figura 1). Os ligante livre UCNs são preparados através da remoção do ácido oleico hid.......
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Discussão
Este artigo apresentou um método para a síntese de nanocristais de núcleo-casca dopado com lantanídeos upconversion (UCNs) e sua modificação da superfície com partes funcionais para aplicativos de celulares. Este romance nanomaterial possui excelentes propriedades ópticas, que podem emitir luz UV e visível em cima da excitação de luz de NIR através de um processo multi fóton upconversion. Neste protocolo, as núcleo-casca UCNs nanoestruturas (NaYF4: Yb/Tm/Nd (30/0.5/1%)@NaYF4: Nd (20 %)) são preparad.......
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Divulgações
Nós não temos nada para divulgar.
Agradecimentos
Este trabalho foi parcialmente financiado pela NTU-AIT-NAM MUV/16001, RG110/16 (S), (RG 11/13) e (RG 15/35) concedido em Nanyang Technological University, Singapore e Nacional Natural Science Foundation da China (NSFC) (n º 51628201).
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| 1-Octadeceno | Sigma Aldrich | O806 | de grau técnico |
| Sigma Aldrich | 364525 | de grau técnico | |
| Fisher Scientific | A412 | Etanol de grau técnico | |
| Fisher | Scientific | A405 | Grau técnico |
| Acetona | Fisher Scientific | A18 | Grau técnico |
| Hexano | Sigma Aldrich | H292 | |
| Hidrato de acetato de túlio (III) de grau técnico (Tm (CH< sub> 3< / sub>CO< sub>2< / sub>) < sub>3< / sub>) | Sigma Aldrich | 367702 | 99,9% de base de metais traços |
| Hidrato de acetato de neodímio (III) (Nd (CH3< / sub>CO2< / sub>) < sub>3< / sub>) | Sigma Aldrich | 325805 | 99,9% de metais vestigiais base |
| Hidrato de acetato de itérbio (III) (Yb(CH3CO2)3) | Sigma Aldrich | 326011 | 99,9% de metais traços de base Hidrato |
| acetato de ítrio(III) (Y(CH3CO2)3) | Sigma Aldrich | 326046 | 99,9% de metais traços à base |
| de hidróxido de sódio (NaOH) | Sigma Aldrich | S5881 | reagente grau |
| fluoreto de amônio (NH4F) | Sigma Aldrich | 338869 | ACS reagente |
| Cloreto de hidrogênio (HCl) | Fisher Scientific | A144 | |
| grau reagente ácido poliacrílico (PAA) | Sigma Aldrich | 323667 | médio Mw 1800 |
| 1-hidroxibenzotriazol hidrato (HOBT) | Sigma Aldrich | 54802 | Reagente ACS |
| Cloridrato de 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil)carbodiimida (EDC) | de grau comercial | Sigma | Aldrich E7750 |
| (DBCO-NH2) | Reagente Sigma Aldrich | 761540 | ACS |
| N,N-Diisopropiletilamina (DIPEA) | Reagente Sigma Aldrich | D125806 | ACS |
| Dimetilsulfóxido (DMSO) | Fisher Scientific | BP231 | |
| Linha celular HEK293 | ATCC | CRL-1573 | rim embrionário humano |
| Soro Fetal Bovino (FBS) | Sigma Aldrich | F1051 | ACS reagente |
| Penicilina-Estreptomicina | Thermo Fisher | 15140122 | 10.000 U/mL |
| plasmídeo (pCAGGS-ChR2-Venus) | Addgene | 15753 | Plasmídeo enviado como bactéria em ágar facada |
| Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) | Thermo Fisher | 11965092 | High glucose |
| opti-Modified Eagle Medium (MEM) | Thermo Fisher | 51985034 | Reduced Serum Media |
| Lipofectamine 3000 Transfection Reagent | Thermo Fisher | L3000015 | Transfecção à base de lipídios |
| N-Azidoacetilmanosamina, acetilada (Ac4ManNAz) | Sigma Aldrich | A7605 | Reagente ACS |
| Tripsina-EDTA (0,25%) | Thermo Fisher | 25200056 | Vermelho de fenol |
| Rhod-3 AM Kit de imagem de cálcio | Thermo Fisher | R10145 | Corante de fluorescência |
| 5-carboxitetrametilrodamina-azida (Rhod-N3) | Sigma Aldrich | 760757 | Azida-fluor 545 |
| Prato de fabricação | ibidi GmbH | 81158 | Fundo de vidro, 35 mm |
| Tubos de centrífuga cônicos de 50 ml | Greiner Bio-One | 227261 | Polipropileno |
| Tubos de centrífuga cônicos de 15 ml | Greiner Bio-One | 188271 | Polipropileno |
| Tubos de microcentrífuga cônicos de 1,5 ml Greiner | Bio-One | 616201 | Polipropileno |
| Óleo de silicone fenilmetil | Produtos Clearco 63148-52-7 | Menos de 320 graus Celsius | |
| Termômetro de vidro | GH Zeal | L0111/10 | De -10 a 360 graus Celsius |
| Placa de 12 poços | Sigma Aldrich | Z707775 | Poliestireno |
Referências
- Wang, F., et al. Tuning upconversion through energy migration in core-shell nanoparticles. Nat Mater. 10 (12), 968-973 (2011).
- Liu, Y., et al. Amplified stimulated emission in upconversion nanoparticles for super-resolution nanoscopy. Nat....
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