Fabricação de nanocristais micélica esférico e em forma de verme, combinando Electrospray, auto-montagem e controle de estrutura de base solvente

O objetivo geral deste procedimento é fabricar nanocristais micelares combinando eletrospray de cima para baixo, automontagem de baixo para cima e um método barato à base de solvente de controle de estrutura. Este método oferece uma boa maneira de produzir uma classe emergente de nanobiomateriais conhecidos como nanocristais micelares, que podem ser úteis para detecção, imagem e terapia biomédica. As principais vantagens desta técnica incluem, em primeiro lugar, ser um processo contínuo.

Em segundo lugar, produz produtos de alta qualidade. E em terceiro lugar, tem uma maneira barata de controlar a estrutura. Potencialmente, essa técnica pode ser adaptada para produzir outros tipos de nanomateriais também.

Para iniciar o procedimento, dissolva 10 miligramas de pontos quânticos hidrofóbicos em 20 mililitros de clorofórmio ou tetrahidrofurano, dependendo da forma da micela desejada. Vortex a solução por 20 segundos. Em seguida, dissolva 100 miligramas de poliestireno em bloco de polietilenoglicol em 10 mililitros de clorofórmio ou THF, dependendo da forma desejada.

Se a solução estiver em clorofórmio, vórtice por 20 segundos. Se a solução estiver em THF, sonicá-la em um sonicador de banho por dois minutos. Combine um mililitro da solução de pontos quânticos com um mililitro da solução PS peg.

Vortex a mistura por um minuto e, em seguida, coloque a solução em uma seringa de PTFE de cinco mililitros rotulada como Seringa A. Em seguida, combine 400 miligramas de álcool polivinílico com 10 mililitros de água deionizada. Mexa a mistura a 60 a 80 graus Celsius por quatro a cinco horas. Em seguida, deixe a solução de PVA esfriar até a temperatura ambiente.

Puxe a solução de PVA resfriada em uma seringa de PTFE de cinco mililitros rotulada Seringa B.To comece a configurar o sistema de eletrospray coaxial, insira o capilar interno de aço inoxidável de calibre 27 no conjunto capilar externo de aço inoxidável de calibre 20. Aparafuse suavemente o capilar interno na posição até que ele encontre resistência, tomando cuidado para não apertar demais. Coloque a seringa A em uma bomba de seringa.

Conecte a seringa ao capilar interno do bico coaxial com 37 centímetros de tubo de PTFE. Carregue a seringa B em outra bomba de seringa e conecte a seringa ao capilar externo com 17 centímetros de tubo de PTFE. Posicione a ponta do bico coaxial cerca de 0,8 centímetros acima de um anel de fio de aço, com um diâmetro de 1,5 centímetros fixado a uma haste de metal.

Coloque um prato de coleta de vidro circular de 25 milímetros por 125 milímetros em um suporte aproximadamente 10 centímetros abaixo da ponta do bico. Certifique-se de que a corrente contínua de alta tensãotage fonte de alimentação está desligada. Em seguida, aterre o anel de aço conectando-o ao terminal negativo da fonte de alimentação.

Por fim, conecte o terminal positivo da fonte de alimentação à agulha interna do bico coaxial. Defina a bomba de seringa A para 0.6 mililitros por hora e a bomba de seringa B para 1.5 mililitros por hora. Ligue as duas bombas de seringa e espere que as taxas de fluxo se estabilizem, conforme indicado pelas gotas que se formam no bico a uma taxa constante.

Verifique se não há bolhas de ar na tubulação e se não há vazamentos. Em seguida, ligue a fonte de alimentação do sistema. Ajuste a tensão aplicada, ficando entre cinco e nove quilovolts, até que um cone de alfaiate devidamente formado seja observado na ponta do bico coaxial.

Em seguida, coloque 10 mililitros de água deionizada em um novo prato de coleta. Substitua o prato de coleta no conjunto por um novo. Deixe o processo de eletrospray funcionar por 40 minutos ao produzir micelas esféricas ou 90 minutos ao produzir micelas semelhantes a vermes.

Em seguida, remova o prato de coleta. Pare as bombas de seringa e desligue a fonte de alimentação. Deixe o prato do produto descoberto em uma capela de exaustão durante a noite para permitir que o solvente orgânico evapore.

Em seguida, transfira o produto para um tubo de centrífuga de 15 mililitros para caracterização ou uso. Armazene o produto a quatro graus Celsius por até um mês. A microscopia eletrônica de transmissão de micelas produzidas em clorofórmio revelou partículas esféricas com baixo número de nanocristais encapsulados.

O tamanho da partícula era de aproximadamente 35 nanômetros. A formação adequada do cone de alfaiate foi essencial para a automontagem da micela. Um cone de alfaiate mal formado resultou em uma produção geral malsucedida.

Quando o THF foi usado como solvente orgânico, micelas semelhantes a vermes se formaram a partir da fusão de micelas esféricas automontadas. Após 90 minutos, quase todos os nanocristais micelares observados estavam em formas semelhantes a vermes. O uso de THF também resultou em maior encapsulamento de nanocristais do que o observado no clorofórmio.

Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como fazer nanocristais micelares de diferentes formas usando nosso método de fabricação, que é escalável, barato e oferece produtos de boa qualidade.