Um método 'Plug and Play' para criar Nanoassemblies dispersáveis ​​em água contendo um polímero anfifílicas, corantes orgânicos e Upconverting Nanopartículas

O objetivo geral deste protocolo é demonstrar como as nanopartículas de conversão ascendente são sintetizadas e como podem ser encapsuladas com moléculas de corantes orgânicos para preparar nano conjuntos dispersíveis em água. Este método pode responder a perguntas nos campos da nanotecnologia e da fotoquímica, como a transferência de nanopartículas de solventes orgânicos para ambientes aquosos e como manter sua fotorreatividade na água. A principal vantagem do nosso método exclusivo de log and play é sua simplicidade e versatilidade.

O procedimento de encapsulamento pode ser aplicado a uma variedade de nanopartículas e combinações de dispositivos orgânicos. A combinação de nanopartículas de conversão ascendente e moléculas fotoativas permitirá o acesso a uma gama mais ampla de medicamentos que requerem ativação de luz UV. Além disso, este método pode fornecer informações sobre a transferência de energia entre nanopartículas luminescentes e moléculas de corantes orgânicos.

Geralmente, o encapsulamento de nanopartículas requer extremo cuidado, especialmente no que diz respeito à etapa de transferência de fase. Por exemplo, os erros na sequência de adição ou nas proporções de reagentes podem facilmente levar à agregação de partículas. A demonstração visual desse método é crítica porque existem várias etapas desafiadoras envolvendo a técnica de encapsulamento.

Portanto, requer tempo preciso, quantidade de materiais e temperaturas. Primeiro coloque um manto de aquecimento de 250 mililitros em uma placa de agitação regular e conecte o manto em um termopar. Colocar um balão de fundo redondo de 250 ml equipado com uma barra de agitação magnética sobre a manta de aquecimento.

Com o clamping adequado, conecte um adaptador de ar ao gargalo esquerdo do frasco inferior redondo e conecte este adaptador de ar a uma linha schleck com tubo de plástico. Em seguida, coloque um adaptador de vidro no gargalo direito do frasco de fundo redondo e fixe um adaptador de termômetro no adaptador de vidro. Insira uma sonda de temperatura no frasco através do adaptador do termômetro e conecte-a ao termopar.

Colocar a cabeça da destilação no meio e no gargalo do balão redondo de fundo e colocar uma rolha no topo da cabeça de destilação. Ligar a cabeça a um condensador, seguido de um adaptador de destilação a vácuo e de um balão de fundo redondo de 50 ml. Em seguida, conecte o adaptador de destilação a vácuo a um borbulhador através de um tubo de plástico.

Em seguida, coloque 17 gramas de acetato de átrio, 0,439 gramas de acetato de ítrio e 0,0727 gramas de acetato de érbio no frasco redondo de 250 mililitros Inferior, adicione 30 mililitros de ácido oleico e 75 mililitros de essênio ao frasco. Ligando o balão à conduta de escape do colector duplo e rodando a válvula correspondente para manter o balão ligado à conduta de azoto. Ligue o termopar e ajuste a temperatura para 80 graus Celsius.

Aquecer gradualmente o sistema a esta temperatura, ajustando o termopar na configuração de 50 a 500 mililitros. Depois que todos os materiais de partida estiverem dissolvidos, remova o manto de aquecimento e deixe a reação esfriar a 30 graus Celsius. Quando a temperatura atingir 30 graus Celsius, remova o cabeçote de destilação, troque o adaptador de ar do pescoço esquerdo para o pescoço do meio e feche o pescoço esquerdo com uma rolha.

Em seguida, introduziu lentamente vácuo no frasco de reação, girando a válvula na linha de nitrogênio da linha de nitrogênio para a linha de vácuo. Quando a solução parar de borbulhar, aumente a temperatura para 115 graus Celsius a uma velocidade de cinco graus Celsius por minuto. Após 15 minutos a 115 graus Celsius, remova o manto de aquecimento e resfrie a reação a 50 graus Celsius.

Em seguida, mude rapidamente a configuração de volta para a forma original, reconectando a cabeça de destilação ao gargalo do meio e o adaptador de ar ao gargalo esquerdo. Durante o processo de resfriamento, adicione 74 gramas de hidróxido de sódio, 0,5 gramas de fluoreto de amônio a uma garrafa plástica com tampa e dissolva os reagentes em 50 mililitros de metanol por sonicação após sonicação. Despejar a solução no balão de fundo redondo de 250 ml e enxaguar as laterais do balão com cinco mililitros de metanol.

Depois de deixar a solução agitar a 50 graus por 30 minutos, aumente a temperatura para 75 graus Celsius para destilar o metanol durante a destilação, esvazie o frasco de coleta quando necessário. Após o término da destilação, aqueça a reação a 300 graus Celsius sob proteção de nitrogênio o mais rápido possível. Quando a temperatura atingir 300 graus Celsius, mantenha essa temperatura por uma hora.

Se necessário, cubra a configuração com papel alumínio para ajudar a manter a temperatura. Em seguida, remova a fonte de calor, permitindo que a reação esfrie até a temperatura ambiente. Após o resfriamento à temperatura ambiente, divida a solução uniformemente em três tubos de centrifugação de plástico de 50 mililitros e encha cada tubo até a escala de 50 mililitros usando centrífuga de etanol anidro, todos os tubos a 3.400 vezes G por 15 minutos.

Depois de descartar o supranadante, redisperse a nanopartícula de conversão ascendente ou os pellets UCNP em 7,5 mililitros de hexanos e encha cada tubo com etanol na escala de 50 mililitros. Após centrifugação a 3.400 vezes G durante 15 minutos, rejeitar o snat e redispersar o U cnps sólido em 30 mililitros de clorofórmio no tubo. Em seguida, transfira a solução para um frasco para injetáveis de vidro para posterior utilização.

Neste ponto, 25 miligramas de poliestireno, Ultima e hidreto ou PSMA em três mililitros de clorofórmio. Em um frasco de cintilação equipado com uma barra de agitação magnética, adicione 250 microlitros da solução estoque de clorofórmio UCNP ao frasco. Agite a solução em temperatura ambiente por duas horas.

Em seguida, dissolva 160 miligramas de polieteramina 2070. Em um mililitro de clorofórmio, adicione a solução ao frasco para injetáveis de cintilação em uma porção usando uma pipeta. Depois de agitar a solução durante a noite à temperatura ambiente, dispense a quantidade apropriada de moléculas de corante orgânico no frasco para injetáveis de cintilação em uma porção.

Em seguida, mexa a solução resultante por uma hora. Em seguida, remova o clorofórmio sob pressão reduzida usando um evaporador rotativo. Quando terminar, adicione três mililitros de uma solução aquosa de hidróxido de sódio 0,001 molar ao frasco de cintilação e sonice o frasco até formar uma suspensão leitosa.

Depois de colocar o frasco de volta no evaporador rotativo, remova cuidadosamente o clorofórmio restante até que a suspensão seja transformada em uma solução límpida. Em seguida, transfira a solução do frasco de cintilação para dois tubos de centrifugação cônicos de 1,5 mililitros, centrifugue as soluções a 20.600 vezes G por 25 minutos. Depois de descartar o sobrenadante, adicione 1,5 mililitros de água deionizada a cada tubo e sonice os tubos para redispersar os pellets na água após a centrifugação nas mesmas condições de antes.

Descarte o sobrenadante e adicione 1,5 mililitros de água deionizada a cada tubo. Uma vez que os pellets tenham sido redispersos na água por filtro de sunação, cada amostra de dispersão aquosa de nanopartículas através de um filtro de seringa de 0,2 mícron para obter as amostras finais para testes adicionais. Após a irradiação com um infravermelho próximo, a emissão verde de laser de 980 nanômetros é produzida a partir da amostra TPP UCNP, que é atribuída à emissão do átrio de sódio dopado com érbio.

Nanopartículas de conversão ascendente de flúor após a irradiação da amostra mista D-A-E-U-N-C-P com luz UV, o isômero aberto do anel incolor é convertido no anel colorido. O isômero fechado e a exposição à luz visível desencadeiam o processo inverso. Como é típico da diara Athene, nenhum dos isômeros abertos em anel é absorvido na região visível do espectro eletromagnético.

A irradiação dos isômeros de anel aberto com luz de 365 nanômetros produz suas contrapartes de anel fechado. O fotocromo seletivo foi observado porque os dois cromóforos e encapsulados dentro do invólucro de polímero de DAE têm bandas de absorção bem separadas, o que apóia a conclusão de que o invólucro de polímero anfifílico ajuda a reter a eficiência das fotorreações na água. Uma vez que as bandas de emissão dos U CMPs se sobrepõem às bandas de absorção dos isômeros de anel fechado, a extinção da emissão de U CMPs é obtida por meio de um processo de transferência de energia.

Quando a amostra é irradiada com luz visível de comprimento de onda superior a 650 nanômetros, apenas o anel é fechado, os isômeros retornam ao anel, abrem o isômero e a emissão vermelha é regenerada. Enquanto a emissão verde ainda é extinta até certo ponto, Uma vez dominada, essa técnica pode ser feita em 48 horas se executada corretamente. Ao tentar este procedimento, é importante lembrar de limpar completamente todos os artigos de vidro para garantir a síntese bem-sucedida das nanopartículas após seu desenvolvimento.

Essa técnica abriu caminho para pesquisadores no campo da bioimagem. Isso permitiu que eles criassem e explorassem como nanopartículas de conversão ascendente com fluorescência ajustável podem ser usadas para melhorar a qualidade da imagem. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como sintetizar essas nanopartículas de conversão ascendente e fazer nano conjuntos contendo essas partículas e moléculas de corantes orgânicos.

Não se esqueça de que trabalhar com lantanídeos, solventes orgânicos, espaços aquosos e temperaturas elevadas pode ser extremamente perigoso. Precauções, como o uso de equipamento de proteção individual, devem sempre ser tomadas durante a realização deste procedimento.