Name: Síntese de Cd-livre InP / ZnS Quantum Dots Indicado para aplicações biomédicas (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-02-06T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 56 s
Description: Aprenda a síntese de pontos quânticos InP/ZnS livres de cádmio para aplicações biomédicas usando cloreto de índio e oleylamina. Este método produz nanopartículas fluorescentes solúveis em água em menos de um dia.

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Os autores agradecem o Departamento de Química e da Faculdade de Pós-Graduação da Universidade Estadual do Missouri para o seu apoio a este projeto. Reconhecemos também o Electron Microscopy Laboratório do Laboratório Nacional Frederick para Pesquisa do Câncer para o uso de seu microscópio eletrônico de transmissão e redes revestidas de carbono.

1. Síntese de fosfeto de índio / Zinc Sulfide (INP / ZnS) Quantum Dots <ol><li> Síntese de fosfeto de índio (InP) Quantum Dot Cores <ol><li> Caber um fundo redondo de 100 ml, 3-neck, garrafa com um condensador de 12 polegadas. Adicionar 30 ml de oleilamina (OLA), cloreto de 0,398 g de índio (III) (incl 3), (II), cloreto de 0,245 g de zinco (ZnCl2) e agita-se durante a evacuação, à TA utilizando um vácuo durante 1 hora. A solução deve aparecer incolor com um precipitado branco. </li><li> Usando uma manta de aquecimento, com um termopar e controlador de temperatura proporcional-integral-derivativo (PID), aumentar a temperatura da solução a 120 ° C. Evacuar a solução sob vácuo durante 20 min para remover as impurezas de baixo ponto de ebulição que podem afectar o crescimento do núcleo. Nota: Embora seja possível utilizar um banho de areia e termómetro, usando uma manta de aquecimento e PID aumenta a uniformidade e a reprodutibilidade dos produtos da reacção. </li><li> Sob um gás inerte (por exemplo,, N2), refluxo a solução e aumentar a temperatura para 220 ° C durante 15 min. O InCl3 e ZnCl2 dissolver completamente, resultando numa solução amarelo pálida. Permitir que a temperatura estabilize, durante 10 min. </li><li> Purgar a, 3 ml seringa de plástico descartável e 4 polegadas, 22 G agulha com gás nitrogênio. Usando a seringa, para entregar rapidamente 0,5 ml de tris (dimetilamino) fosfina (TDMAP) à solução de InCl3. A temperatura da solução diminui ligeiramente e retorna a 220 ° C. A solução muda de transparente, amarelo pálido a opaco, preto. </li><li> Após 9,5 min, remover o balão de reacção a partir da manta de aquecimento até que a temperatura diminui abaixo de 200 ° C. Para proteger a integridade dos núcleos de InP, seguir diretamente para a etapa de revestimento de ZnS em 1.2.1. </li></ol></li><li> Síntese de Sulfeto de zinco Conchas (ZnS) quantum dot <ol><li> Colocar o balão de reacção a partir do passo 1.1.5 em uma manta de aquecimento e estabilizar o temperatura a 200 ° C. Adiciona-se lentamente 3,58 g dodecanotiol (DDT) ao longo de 15 seg para a solução contendo InP QDs. Permitir que a solução reagir durante 1 h. Nota: a espessura da casca de ZnS pode ser variado aumentando ou diminuindo a quantidade de estearato de zinco adicionado no passo 1.2.4. Alterando a quantidade de ZnCl2 ou dodecanotiol em passos 1.1.1 e 1.2.1 podem ter impacto significativo na qualidade de QDs alterando a cinética da reacção. <ol><li> Depois, remover o balão de reacção a partir da manta de aquecimento e deixar a solução arrefecer até cerca de 60 ° C. </li></ol></li><li> Uma vez que a solução de InP / ZnS atinge ~ 60 ° C, adicionar 10 ml de hexanos e transferir toda a solução de cerca de 45 ml para um tubo de centrífuga de polipropileno de 50 ml. Centrifugar a amostra (3000 xg durante 10 min) para remover os precursores sólidos que não reagiram. </li><li> Transferir cuidadosamente o sobrenadante para um frasco de 250 ml de centrífuga de polipropileno, adicionar 200 ml de acetona, e a solução de centrífuga (3.000 xg durante 10 min) para precipitar QDs InP / ZnS. Este volume também pode ser dividido uniformemente em quatro tubos de 50 ml para centrifugação se uma centrífuga com as necessárias rotor / acessórios não está disponível. Decantar o sobrenadante e o sedimento secar QD cuidadosamente com azoto gasoso para remover a acetona. </li><li> Volte a suspender as QDs em 20 ml OLA usando sonicação, transferir para um fundo redondo de 50 ml, 3-pescoço, frasco contendo 0,474 g estearato de zinco, e mexa. Evacuar a solução sob vácuo durante 20 min à temperatura ambiente. </li><li> Sob atmosfera de azoto, aumentar a temperatura para 180 ° C e deixar a reacção prosseguir durante 3 horas. Embora não existam alterações visuais perceptíveis à solução de reacção que ocorrem durante esta reacção, a adição de estearato de zinco aumenta a espessura da casca de ZnS, aumentando, assim, QY, melhorando a passivação de superfície 12. QDs. Uma vez que a reacção está completa, remover o balão da manta de aquecimento e deixar a solução arrefecer até cerca de 60 ° C. </li><li> Uma vez que a solução que InP / ZnSno ~ atinge 60 ° C, adicionar 20 ml de hexanos e transferir para um tubo de centrífuga de polipropileno de 50 ml. Centrifugar a amostra (3000 xg durante 10 min) para remover o estearato de zinco que não reagiu. </li><li> Transferir cuidadosamente o sobrenadante para um frasco de centrífuga de polipropileno de 250 ml, adicionar 200 ml de acetona, e centrifuga-se a solução (3000 xg durante 10 min) para precipitar InP / ZnS QDs. Cuidadosamente decantar o sobrenadante e completamente seco com azoto gasoso para remover a acetona. </li><li> Dissolve-se o sedimento InP / ZnS QD em 30 ml de hexano. Vortex e sonicar a solução rapidamente para assegurar a dispersão completa. </li><li> Repita os passos de purificação 1.2.6-1.2.8 mais duas vezes para assegurar a remoção completa do excesso de ligandos orgânicos. As interacções entre o polímero anfifílico e o QD na etapa 1.2 pode ser comprometida, na presença de ligandos em excesso. </li><li> Com cálculos detalhado por Xie, et al. 16, determinar o tamanho ea concentração dos QDs InP / ZnS sintetizados usando UV-Vis. <br/&gt; Nota: A característica espectral importante para esta análise é o ombro do pico de absorção. O valor do comprimento de onda e da absorvância máxima deste ombro é utilizada para calcular o tamanho e a concentração dos QDs, respectivamente. Esta reacção produz tipicamente cerca de 5 umol de QDs com um pico de emissão a 600 nm. Para sintetizar QDs de cores diferentes, a duração e / ou a temperatura da reacção pode ser alterada. Um maior tempo de reacção e / ou temperatura mais elevada dos resultados solução num pico de emissão vermelho-deslocado. Por exemplo, aumentando a temperatura da reacção a 240 ° C e mantendo o tempo de reacção de 10 min irá resultar em QDs com um pico de 680 nm no máximo as emissões. Da mesma forma, reduzindo o tempo de reacção de 2 min e dobrando o cloreto de zinco utilizado irá resultar em QDs com um pico de emissão máxima 470 nm. Estes QDs InP / ZnS são estáveis ​​durante pelo menos um mês a 4 ° C no escuro sob atmosfera de gás inerte. </li></ol></li></ol> 2. águaSolubilização de InP / ZnS Quantum Dots Usando um polímero anfifílico <ol><li> A solubilização de água <ol><li> Usando os QDs InP / ZnS do passo 1.2.10, diluir uma parte dos QDs com hexanos para se obter 1 ml de 1 uM QDs. <ol><li> Num tubo de centrífuga, transferir 0,25 ml de InP / ZnS QDs em cada tubo. Adicionar 1 ml de acetona ou metanol para o tubo de centrífuga e centrifuga-se (3000 xg durante 10 min). remover cuidadosamente o sobrenadante e dissolve-se cada um precipitado em 1 ml de tetra-hidrofurano (THF). </li><li> Transfira os QDs InP / ZnS dissolvidos em THF em um frasco de 100 ml de fundo redondo e diluir com 16 ml THF. Para reduzir o número de agregados em solução, sonicar as QDs durante 5-10 min. </li></ol></li><li> Dissolve-se 30 mg de poli (maleico alt andhydride- -1-octadeceno), 3- (dimetilamino) -1-propilamina (PMAL-d) em 10 ml de água de grau molecular. Banho-maria de ultra-sons ou agitação suave até a solução estar translúcida é suficiente para dissolver completamente o polímero. outilização de vortex ou agitação vigorosa pode produzir muitas bolhas, o que dificulta a interacção do polímero com o QD. Adicionar a solução de polímero de 10 ml para os 100 ml balão de fundo redondo contendo InP / ZnS QDs em THF. </li><li> Evapora-se a solução de THF de QD / polímero utilizando um evaporador rotativo. Colocar o balão num banho de gelo enquanto evaporação para facilitar a interacção entre o polímero e QD. Dependendo da força do vácuo, a maioria de THF é evaporado após 10 minutos e a solução aparece turvo. <ol><li> Uma vez que a solução é evaporada para 10 ml, retirar o balão do evaporador rotativo e adicionar 30 ml de água de grau molecular. Devolver o balão no evaporador rotativo e continuar a evaporar-se a 2 ml. Esta etapa evaporação final pode levar várias horas; assegurar o banho de gelo é mantida. </li></ol></li><li> Remover os QDs InP / ZnS solúveis em água a partir do balão de fundo redondo com uma pipeta. Filtra-se a solução QD utilizando uma seringa de plástico de 3 ml ligado a um SY de nylon de 0,1 umRinge filtrar para um tubo de centrífuga de 5 ml. </li><li> Coloque as QDs em uma unidade de diálise de membrana de MWCO 20000 e diálise contra tampão de borato 0,05 M pH 8,5 para remover o excesso de polímero. (Lentamente adicionar tetraborato decahidrato de sódio 0,05 M a 0,05 M de ácido bórico, com agitação vigorosa, até que o pH é de 8,5 a tornar esta solução tampão de borato.) Utilizando um concentrador de vácuo, concentrar os QDs em tampão de borato a 1 ml. </li><li> Para o armazenamento, purgar a solução com azoto antes da selagem com Parafilm. Os QDs InP / ZnS solúveis em água são estáveis ​​durante pelo menos 4 meses a 4 ° C no escuro. </li></ol></li></ol>

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</ol>

Os autores não têm nada a revelar.

Este protocolo detalha a síntese das altamente fluorescentes QDs InP / ZnS que podem ser utilizados em muitos sistemas biológicos. Os produtos sintetizados QD aqui exibiu um único pico de emissão de fluorescência centrada a 600 nm com um FWHM de 73 nm (Figura 1), que é comparável a outras sínteses descritas anteriormente 12. O tempo de reacção e temperatura da reacção são extremamente passos cruciais, devido ao seu profundo efeito sobre a qualidade de síntese QD e repetibilidade. Após solubil...

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Katye M. Fichter
from:
Kathryn M. Fichter

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Erratum: Synthesis of Cd-free InP/ZnS Quantum Dots Suitable for Biomedical Applications

Os pontos quânticos (QDs) são semicondutor nanocristais que exibem propriedades fluorescentes quando irradiado com luz 1. Devido ao seu pequeno tamanho (2-5 nm), que é semelhante a muitas biomoléculas grandes, e facilidade de biofunctionalization, QDs são uma ferramenta extremamente atraente para aplicações biomédicas. Eles têm encontrado utilização na rotulagem biológica, imagem única molécula-célula viva, a entrega de drogas, imagem in vivo, detecção de patógenos e rastreamento de celular, entre muitos outros usos 2-8. QDs baseada em CD foram mais comumente usados ​​em aplicações biomédicas devido à sua intensa fluorescência e larguras de pico de emissão estreitas 9. No entanto, as preocupações foram levantadas devido ao potencial de toxicidade do Cd 2+ 10 que pode ser introduzida através da degradação das nanopartículas. Recentemente, QDs baseados em InP têm sido explorados como uma alternativa para QDs baseadas em CD porque eles mantêm muitas características de fluorescênciade QDs Cd-baseado e pode ser mais biocompatível 11. QDs baseadas em CD foram encontrados para ser significativamente mais tóxica do que QDs baseados em InP em ensaios in vitro para concentrações tão baixas quanto 10 pM, após apenas 48 h 11. A cor de emissão de fluorescência de QDs é tamanho-ajustável 1. Isto é, como o tamanho das QD aumenta, a emissão de fluorescência é vermelho-deslocado. O tamanho e dimensão dispersibilidade dos produtos QD pode ser modificada alterando a temperatura, duração da reacção, ou em condições de concentração de precursor durante a reacção 12. Embora o pico de emissão de InP QDs é tipicamente mais ampla e menos intensa do que QDs baseadas em CD, InP QDs pode ser feita numa grande variedade de cores, destinadas a evitar sobreposição espectral, e são suficientemente intensa para a maioria das aplicações biomédicas 12. A síntese detalhada neste protocolo produz QDs com um pico de emissão vermelha centrado em 600 nm. Várias medidas são tomadas afsíntese ter dos núcleos QD para manter a integridade óptica dos QDs e torná-los compatíveis para aplicações biológicas. A superfície do núcleo QD deve ser protegida contra a oxidação ou defeitos superficiais, que podem causar têmpera; portanto, uma concha ZnS é revestido sobre o núcleo para produzir InP / ZnS (core / shell) qds 13. Este revestimento tem sido demonstrado para proteger o fotoluminescência do produto QD. A presença de iões de zinco, durante a síntese InP QD foi mostrado para limitar os defeitos de superfície, bem como a distribuição do tamanho de redução 12. Mesmo com a presença de Zn2 + no meio de reacção, a síntese de InZnP são altamente improvável 12. Depois do revestimento, resultantes QDs InP / ZnS são revestidos em ligandos hidrofóbicos, tais como o óxido de trioctilfosfina (TOPO) ou oleilamina 12,14. Um polímero anfifílico pode interagir com ligandos hidrófobos na superfície do QD, bem como moléculas de água em massa para conferir solubilidade em água 15. polímeros anfifílicos com carbogrupos químicos xylate pode ser utilizado como &quot;alças&quot; químicas para funcionalizar ainda mais os QDs. Este protocolo detalha a síntese e funcionalização de solúveis em água InP / ZnS QDs com emissão de fluorescência muito intenso e relativamente pequeno em tamanho dispersity. Estes QDs são potencialmente menos tóxico do que QDs CdSe / ZnS vulgarmente utilizados. Nisto, a síntese de InP / ZnS QDs fornece uma alternativa prática para QDs baseadas em CD para aplicações biomédicas.

<table><tbody><tr><td>Oleylamina</td><td>Acros</td><td>129540010</td><td></td></tr><tr><td>cloreto de zinco (II)</td><td>Sigma</td><td>030-003-00-2</td><td></td></tr><tr><td>Cloreto de índio (III)</td><td>Chem-Impex</td><td>24560</td><td></td></tr><tr><td>Tris (dimetilamino) fosfina</td><td>Abranger</td><td>50-901-10500</td><td></td></tr><tr><td>1-dodecanetiol</td><td>Acros</td><td>117625000</td><td></td></tr><tr><td>Hexanes</td><td>Fisher Sci</td><td>H292-4</td><td></td></tr><tr><td>Acetona</td><td>TransQuímica</td><td>UN 1090</td><td></td></tr><tr><td>Estearato de Zinco</td><td>Aldrich Chem</td><td>307564-1KG</td><td></td></tr><tr><td>Tetrahidrofurano</td><td>Acros</td><td>34845-0010</td><td></td></tr><tr><td>Água Molecular</td><td>Fisher Sci</td><td>BP2470-1</td><td></td></tr><tr><td>Poli (anidrido maleico-alt-1-tetradeceno), 3- (dimetilamino) -1-propilamina derivado</td><td>Sigma</td><td>90771-1G</td><td></td></tr><tr><td>Ácido bórico</td><td>Fisher Sci</td><td>BP168-500</td><td></td></tr><tr><td>Tetraborato de sódio decahidratado</td><td>Fisher Sci</td><td>BP175-500</td><td></td></tr><tr><td>Rodamina B</td><td>Aldrich Chem</td><td>R95-3</td><td></td></tr><tr><td>Gás nitrogênio</td><td>Airgas</td><td>UN1066</td><td></td></tr><tr><td>Azul tripano</td><td>Thermo Sci</td><td>SV30084.01</td><td></td></tr><tr><td>Seringa Luer-lock de plástico de 3 ml</td><td>BD</td><td>309657</td><td></td></tr><tr><td>Luer-lock Agulha</td><td>Air-Tite</td><td>8300014471</td> tubo de centrífuga de polipropileno de <td>4 polegadas, calibre 22</td></tr><tr><td>50 ml</td><td>Falcon</td><td>352098</td><td></td></tr><tr><td>frasco de centrífuga de 250 ml</td><td>Thermo Sci</td><td>05-562-23</td><td>Nalgene PPCO</td></tr><tr><td>tubos de centrífuga de 5 ml</td><td>Argos-Tech</td><td>T2076</td><td></td></tr><tr><td>tubos de microcentrífuga de 1,5 ml</td><td>Bio Plas</td><td>4150</td><td></td></tr><tr><td>0,1 &mu; m Filtro de seringa</td><td>Whatman</td><td>6786-1301</td><td>Puradisc Filtro de nylon de 13 mm</td></tr><tr><td>Slide-A-Lyzer MINI Unidade de Diálise</td><td>Thermo Sci</td><td>69590</td><td>20,000 MWCO</td></tr><tr><td>Evaporador Rotativo</td><td>Heidolph</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Centrifuge 5072</td><td>Balde Oscilante Eppendorf</td><td></td><td>com 50&nbsp; adaptadores de tubo</td></tr><tr><td>ml Lambda 650 UV/VIS Espectrômetro</td><td>Perkin Elmer</td><td></td><td>UV-Vis Espectrômetro</td></tr><tr><td>LS 55 Espectrômetro de Fluorescência</td><td>Perkin Elmer</td><td></td><td>Fluorômetro</td></tr><tr><td>Axio Observer.A1</td><td>Microscópio de epifluorescência</td><td>Zeiss</td><td></td></tr><tr><td>AxioCam MRm</td><td>Zeiss</td><td></td><td>CCD</td></tr><tr><td>Câmera Tecnai TF20 Microscópio</td><td>FEI</td><td></td><td>Instrumento</td></tr><tr><td>de espalhamento de luz dinâmico</td> <td>NanoBrook Omni DLS</td><td>Brookhaven</td><td></td></tr> da <tr><td></td><td>câmera NanoBrook do CCD</td>da<td>águia TEM</td><td></td> FEI FEI TEM do elétron do miscroscópio TEM</tr> do elétron de Transmisison</tbody></table>

síntese de cd-livre inp / zns quantum dots indicado para aplicações biomédicas

Synthesis of Cd-free InP/ZnS Quantum Dots Suitable for Biomedical Applications

Nanocristais fluorescentes, especificamente pontos quânticos, têm sido uma ferramenta útil para muitas aplicações biomédicas. Para uso bem-sucedido em sistemas biológicos, os pontos quânticos devem ser altamente fluorescentes e pequenos/monodispersos em tamanho. Embora os pontos quânticos à base de cádmio comumente usados possuam essas qualidades, eles são potencialmente tóxicos devido à possível liberação de íons Cd2+ por meio da degradação de nanopartículas. Os pontos quânticos à base de índio, especificamente InP / ZnS, foram recentemente explorados como uma alternativa viável aos pontos quânticos à base de cádmio devido às suas características de fluorescência e tamanho relativamente semelhantes. A síntese apresentada aqui usa técnicas padrão de injeção a quente para o crescimento efetivo de nanopartículas; No entanto, as propriedades das nanopartículas, como tamanho, comprimento de onda de emissão e intensidade de emissão, podem mudar drasticamente devido a pequenas mudanças nas condições de reação. Portanto, as condições de reação, como temperatura, duração da reação e concentração do precursor, devem ser mantidas com precisão para produzir produtos reprodutíveis. Como os pontos quânticos não são inerentemente solúveis em soluções aquosas, eles também devem sofrer modificações na superfície para conferir solubilidade em água. Neste protocolo, um polímero anfifílico é usado para interagir com ligantes hidrofóbicos na superfície do ponto quântico e moléculas de água solvente a granel. Aqui, um protocolo detalhado é fornecido para a síntese de pontos quânticos InP / ZnS altamente fluorescentes que são adequados para uso em aplicações biomédicas.

Os núcleos de InP não revestidos não demonstram fluorescência visível substancial a olho nu. No entanto, InP / ZnS (core / shell) pontos quânticos parecem apresentam forte fluorescência por olho sob irradiação UV. A fluorescência de InP / ZnS QDs foi caracterizado usando espectroscopia de fluorescência. O espectro de fluorescência de QDs em hexanos (Figura 1) excitado a 533 nm demonstra um pico principal centrado a 600 nm com uma largura total a meia altura (FWHM) de 73 ...

Neste protocolo, a síntese de pontos quânticos (QDs) InP/ZnS livres de CD é detalhada. Os QDs baseados em InP estão ganhando popularidade devido à toxicidade dos íons Cd2+ que podem ser liberados por meio da degradação de nanopartículas. Após a síntese, os QDs são solubilizados em água usando um polímero anfifílico para uso em aplicações biomédicas.

Síntese de Cd-livre InP / ZnS Quantum Dots Indicado para aplicações biomédicas

Fluorescent nanocrystals, specifically quantum dots, have been a useful tool for many biomedical applications. For successful use in biological systems, ...

O objetivo geral deste procedimento é sintetizar pontos quânticos de sulfeto de zinco e fosfeto de índio altamente fluorescentes que são adequados para aplicações biomédicas. Este método pode ajudar a esclarecer questões-chave sobre a Síntese de Nanopartículas de Pontos Quânticos, demonstrando etapas específicas que são cruciais para obter Pontos Quânticos de alta qualidade. A principal vantagem desta técnica é a produção de pontos quânticos solúveis em água de alta qualidade.Viável para sistemas biológicos que podem ser sintetizados em menos de um dia. Para iniciar a síntese, coloque um frasco de fundo redondo de 100 mililitros e três pescoços com um condensador de 12 polegadas. 0,398 gramas de cloreto de índio, 30 mililitros de oleilamina, ou OLA, e 0,245 gramas de cloreto de zinco.Mexa enquanto evacua em temperatura ambiente usando um aspirador por uma hora. A solução deve parecer incolor com um precipitado branco. Use um manto de aquecimento com um termopar e um controlador de temperatura PID para aumentar a temperatura da solução para 120 graus Celsius.O uso de um manto de aquecimento e PID aumenta a uniformidade e reprodutibilidade do produto da reação. Evacue a solução sob vácuo por 20 minutos para remover impurezas de baixo ponto de ebulição que podem afetar o crescimento do núcleo. Sob gás inerte, reflua a solução e aumente a temperatura para 223 graus Celsius por 15 minutos.O cloreto de índio e o cloreto de zinco se dissolvem completamente, resultando em uma solução amarela pálida. Deixe a temperatura estabilizar por 10 minutos. Em seguida, purgue uma seringa de plástico descartável de três mililitros e uma agulha de calibre 22 de 4 polegadas com gás nitrogênio.A injeção de TDMAP é uma etapa crítica neste procedimento, pois a injeção pode afetar muito a dispersão dos pontos quânticos de fosfeto de índio resultantes. Usando a seringa, forneça rapidamente 0,5 mililitros de TDMAP à solução de cloreto de índio. A temperatura da solução diminui ligeiramente e retorna a 220 graus Celsius, enquanto a solução muda de amarelo pálido transparente para preto opaco.Após nove minutos e meio, retirar o balão de reacção do manto de aquecimento até que a temperatura desça abaixo de 200 graus Celsius. Para proteger a integridade dos núcleos de fosfeto de índio, prossiga diretamente para o revestimento de sulfeto de zinco. Coloque o frasco de reação contendo os pontos quânticos de fosfeto de índio em um manto de aquecimento e estabilize a temperatura em 200 graus Celsius.Adicione lentamente 3,58 gramas de DDT à solução ao longo de 15 segundos. Depois de deixar a solução reagir durante uma hora, retirar o balão de reação do manto de aquecimento e deixar arrefecer durante cerca de 60 graus Celsius. Quando a solução de sulfeto de zinco e fosfeto de índio atingir aproximadamente 60 graus Celsius, adicione 10 mililitros de hexanos.Em seguida, transfira toda a solução de aproximadamente 45 mililitros para um tubo de centrífuga de polipropileno de 50 mililitros. Centrifugue a amostra para remover os precursores sólidos que não reagiram. Remova cuidadosamente o sobrenadante e adicione 200 mililitros de acetona.Divida igualmente a solução resultante em quatro tubos de centrífuga de 15 mililitros. Em seguida, centrifugue a solução para precipitar os pontos quânticos de sulfeto de zinco e fosfeto de índio. Transvase o sobrenadante e seque bem o pellet de Quantum Dot com gás nitrogênio para remover a acetona.Em seguida, suspendemos os Pontos Quânticos em 20 mililitros de OLA usando Sonicação. Em seguida, transfira os pontos quânticos ressuspensos para um frasco de 50 mililitros de fundo redondo de três gargalos contendo 0,474 gramas de estearato de zinco e mexa. Evacuar a solução sob vácuo durante 20 minutos à temperatura ambiente.Sob gás nitrogênio, aumente a temperatura para 180 graus Celsius e deixe a reação prosseguir por três horas. Após a conclusão da reação, remova o frasco do manto de aquecimento e deixe a solução esfriar até aproximadamente 60 graus Celsius. Quando a solução de sulfeto de zinco e fosfeto de índio atingir aproximadamente 60 graus Celsius, adicione 20 mililitros de hexanos.Em seguida, transfira a amostra para um tubo de centrífuga de polipropileno de 50 mililitros antes de centrifugar para remover o estearato de zinco não reagido. Após a centrifugação, adicione 200 mililitros de acetona ao sobrenadante e centrifugue usando o mesmo procedimento de antes. Depois de secar completamente o pellet com gás nitrogênio, para remover a acetona, dissolva o pellet de ponto quântico de sulfeto de zinco e fosfeto de índio em 30 mililitros de hexanos.Vórtice e sonicar a solução brevemente para garantir a dispersão completa. A remoção do excesso de ligantes é uma etapa crítica neste procedimento. Não fazer isso afetará negativamente a eficiência da transferência dos pontos quânticos em soluções aquosas usando PMAL-d Repita essas etapas de purificação mais duas vezes para garantir a remoção completa do excesso de ligantes orgânicos.As interações entre o polímero anfifílico e o ponto quântico podem ser comprometidas na presença de excesso de ligantes. Após a purificação, determine o tamanho e a concentração dos pontos quânticos sintetizados de sulfeto de zinco e fosfeto de índio usando espectroscopia UV-visível. Dilua uma porção dos pontos quânticos sintetizados de sulfeto de zinco e fosfeto de índio com hexanos para obter um mililitro de um ponto quântico micromolar.Em um tubo de centrífuga, transfira 0,25 mililitros de pontos quânticos de sulfeto de zinco e fosfeto de índio para cada tubo. Adicione um mililitro de acetona ou mentol ao tubo da centrífuga e centrifugue. Remova cuidadosamente o sobrenadante e dissolva cada precipitado em um mililitro de tetrahidrofurano ou THF.Em seguida, transfira os pontos quânticos de sulfeto de zinco e fosfeto de índio dissolvidos em THF para um frasco de fundo redondo de 100 mililitros e dilua com 16 mililitros de THF. Para reduzir o número de agregados em solução, sonice os pontos quânticos por cinco a dez minutos. Em seguida, dissolva 30 miligramas de PMAL-d e 10 mililitros de água de grau molecular.A água sobre sonicação ou agitação suave até que a solução fique translúcida é eficiente para dissolver completamente o polímero. O uso de Vortex ou uma agitação vigorosa pode produzir muitas bolhas que dificultam a interação do polímero com o Quantum Dot. Em seguida, adicione a solução de polímero de 10 mililitros ao frasco de fundo redondo de 100 mililitros contendo fosfeto de índio, sulfeto de zinco, pontos quânticos e THF.Evapore o THF da solução de polímero Quantum Dot usando um evaporador rotativo com o frasco em um banho de gelo para facilitar a interação entre o polímero e o Quantum Dot. Assim que a solução for evaporada a 10 mililitros, remova o frasco do evaporador rotativo e adicione 30 mililitros de água de grau molecular. Retorne o frasco ao evaporador rotativo e continue a evaporar até dois mililitros.Esta etapa final de evaporação pode levar muitas horas. Certifique-se de que o banho de gelo seja mantido. Remova os pontos quânticos de sulfeto de zinco e fosfeto de índio solúveis em água do frasco de fundo redondo com uma pipeta.Filtre a solução Quantum Dot em um tubo de centrífuga de cinco mililitros usando uma seringa de plástico de três mililitros conectada a um filtro de seringa de nylon de 0.1 mícron. Coloque os Pontos Quânticos em uma unidade de diálise de membrana de corte de 20 milésimos de peso molecular e dialise contra 05 Molar Borate Buffer, PH 8.5, para remover o excesso de polímero. Usando um concentrador a vácuo, concentre os pontos quânticos e o tampão de borato em um mililitro.Para armazenamento, empoleire a solução com gás nitrogênio antes de selar com Parafilm. Os pontos quânticos de sulfeto de zinco e fosfeto de índio solúveis em água são estáveis por pelo menos quatro meses a quatro graus Celsius no escuro. Aqui é mostrada a absorbância e os espectros de admissão de florescência corrigidos de fosfeto de índio, sulfeto de zinco, pontos quânticos e hexanos excitados a 533 nanômetros, mostrando uma absorbância máxima em 600 nanômetros e uma largura total na metade, máximo de 73 nanômetros.Aqui é mostrada uma TEM, ou Imagem de Microscopia Eletrônica de Transmissão, dos Pontos Quânticos de Sulfeto de Zinco e Fosfeto de Índio dissolvidos em água. Um historgrama de distribuição de tamanho de partícula do MET resulta em um diâmetro médio de 2,74 mais ou menos 0,72 nanômetros. A análise de ponto fluorescente único detalha a presença de estados distintos de ligar e desligar por meio de um perfil intermitente de pontos quânticos de sulfeto de zinco e fosfeto de índio na água.Este histograma exibe a distribuição bimodal da intensidade do pixel de um perfil de ponto quântico piscando. Aqui, um gráfico mostra a viabilidade das células N2a após a incubação com pontos quânticos de sulfeto de zinco e fosfeto de índio por 24 ou 48 horas. Com um nanomolar a 25 nanomolares Quantum Dots.Observa-se toxicidade negligenciável abaixo de cinco nanomolares. Uma vez dominadas, essas técnicas podem ser concluídas em 12 horas se forem executadas corretamente. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como sintetizar pontos quânticos altamente fluorescentes para uso em aplicações biomédicas.Observe que a alilamina é um composto orgânico perigoso e corrosivo. Cuidados como usar óculos de proteção, luvas e jaleco devem sempre ser tomados ao realizar este procedimento.

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Research

JoVE Journal

Chemistry

Química

As nanopartículas, tais como pontos quânticos de semicondutores (QDs) pode ser usado para criar agentes fotoactiváveis ​​para aplicações anti-microbianos ou anti-cancro. Esta técnica mostra como a água-solubilizar telureto de cádmio (CdTe) QDs, conjugá-los a um antibiótico, e realizar um ensaio de inibição bacteriana baseada em curvas de crescimento e contagem de placa.

Solubilização e Bio conjugação de pontos quânticos e ensaios de toxicidade bacterianas por curva de crescimento e Contagem

Descreve-se a preparação de pontos quânticos coloidais com minimizada tamanho hidrodinâmico para uma única molécula de imagens de fluorescência. Em comparação com os pontos convencionais quântica, estas nanopartículas são semelhantes em tamanho às proteínas globulares e são optimizadas para uma única molécula de brilho, estabilidade contra a fotodegradação, e resistência a ligação não específica a proteínas e células.

Compactas pontos quânticos para uma única molécula de imagem

Um protocolo para a síntese semeada de nanoestruturas multicomponentes em forma de bastonete e tetrápode-dado forma que consistem em CdS e CdSe é apresentado.

Semeado Síntese de CdSe / CdS Rod e tetrápodes Nanocristais

Fornecemos instruções detalhadas para a preparação de pontos quânticos direcionados monovalentes (mQDs) a partir de DNA fosforotioato de comprimento definido. O envolvimento do DNA ocorre em alto rendimento e, portanto, os produtos não requerem purificação. Demonstramos o uso da tag SNAP para direcionar mQDs para receptores de superfície celular para aplicações de imagem de células vivas.

Produção e Segmentação de Monovalent Quantum Dots

A síntese de nanopartículas de ouro uniformes revestidas com camadas semicondutoras de CdS ou ZnS é realizada. O revestimento semicondutor é conduzido depositando primeiro um invólucro de sulfeto de prata e trocando os cátions de prata por cátions de zinco ou cádmio.

Síntese, caracterização e funcionalização de híbrida UA / CDS e Au / ZnS Núcleo / Shell Nanopartículas

Aqui apresentamos um método para sintetizar nanopartículas de sulfeto de cádmio (CdS) livres de ligantes com base em um copolímero de enxofre único. O copolímero de enxofre opera como um solvente de alta temperatura e uma fonte de enxofre durante a síntese de nanopartículas e estabiliza as nanopartículas após a reação.

Síntese de CDs Nanopartículas sem ligando dentro de uma matriz de copolímero de Enxofre

Aqui, nós preparar e caracterizar novos hierárquicos nanoestruturas de ZnO / CdSSe árvore-like, onde ramos CdSSe são cultivadas em nanofios de ZnO alinhados verticalmente. Os nanotrees resultantes são um material potencial para a conversão de energia solar e outros dispositivos opto-electrónicos.

Síntese de hierárquicos ZnO / CdSSe heterostructure Nanotrees

Um protocolo é apresentado para a fabricação de alto desempenho, puros azul ZnCdS/ZnS-baseado quântica pontos diodos emissores de luz empregando um cátodo de alumínio autoxidized.

Injeção eletrônica avançada e confinamento Exciton para ponto quântico puro azul diodos emissores de luz introduzindo parcialmente oxidado alumínio cátodo

Um protocolo para a síntese de em37P20(o2C14H27)51 aglomerados e sua conversão aos pontos do quantum do fosforeto do índio é apresentado.

Síntese de37P20(O2CR)51 clusters e sua conversão para pontos Quantum INP

Um método confiável e facilmente reprodutível para a preparação de nanoaglomerados de ouro fotoluminescentes funcionais e quase infravermelhos e sua detecção direta dentro das células HeLa por citometria de fluxo e microscopia de varredura a laser confocal é descrito.

Síntese de nanoaglomerados de ouro emissor próximos para aplicações biológicas

Aqui, descrevemos um protocolo para a preparação de nanoesferas de pontos quânticos (QDNB) e a detecção de biomarcadores de doenças usando tiras de imunoensaio de fluxo lateral baseadas em QDNB. Os resultados do teste podem ser avaliados qualitativamente sob iluminação de luz UV e medidos quantitativamente usando um leitor de tiras fluorescentes em 15 minutos.

Imunoensaio de fluxo lateral fluorescente baseado em nanoesferas de pontos quânticos

Aprenda a síntese de pontos quânticos InP/ZnS livres de cádmio para aplicações biomédicas usando cloreto de índio e oleylamina. Este método produz nanopartículas fluorescentes solúveis em água em menos de um dia.

Síntese de Cd-livre InP / ZnS Quantum Dots Indicado para aplicações biomédicas

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