Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Синтез и характеристика супрамолекулярных коллоидов

9.6K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/53934

⸱

22 апреля 2016 г.

 ,  , 
1Laboratory of Macromolecular and Organic Chemistry, Eindhoven University of Technology, 2Laboratory of Chemical Biology, Eindhoven University of Technology, 3Laboratory of Physical Chemistry, Eindhoven University of Technology, 4Institute for Complex Molecular Systems, Eindhoven University of Technology

В этой статье

Краткое содержание

Описан протокол для синтеза и характеризации коллоидов, покрытых супрамолекулярными фрагментами. Эти супрамолекулярные коллоиды подвергаются самосборке при активации водородных связей между молекулами, закрепленными на поверхности, под действием ультрафиолетового света.

Аннотация

Контроль над коллоидной сборкой имеет первостепенное значение для разработки функциональных коллоидных материалов с заданными структурными и механическими свойствами для применения в фотонике, доставке лекарств и технологиях нанесения покрытий. Здесь мы представляем новое семейство коллоидных строительных блоков, называемых супрамолекулярными коллоидами, самосборка которых контролируется путем функционализации поверхности с помощью супрамолекулярной группы, полученной из бензола-1,3,5-трикарбоксамида (БТА). Такие БТА взаимодействуют через направленные, прочные, но обратимые водородные связи с другими идентичными БТС. В настоящем описании представлен протокол, описывающий, как связать эти БТА с коллоидами и как количественно определить количество сайтов связывания, которое определяет многовалентность супрамолекулярных коллоидов. Измерения рассеяния света показывают, что показатель преломления коллоидов почти совпадает с показателем преломления растворителя, что сильно снижает силы Ван-дер-Ваальса между коллоидами. До фотоактивации коллоиды остаются хорошо диспергированными, так как БТА оснащены фотолабильной группой, которая блокирует образование водородных связей. Контролируемое снятие защиты с помощью ультрафиолетового излучения активирует водородные связи короткого действия между БТА, что приводит к коллоидной самосборке. Эволюция из дисперсного состояния в кластерное контролируется с помощью конфокальной микроскопии. Эти результаты в дальнейшем количественно оцениваются с помощью анализа изображений с помощью простых процедур с использованием ImageJ и Matlab. Это слияние супрамолекулярной химии и коллоидной науки открывает прямой путь к свето- и термочувствительной коллоидной сборке, закодированной в поверхностно-привитом монослое.

Введение

Мезоструктурированных коллоидные материалы находят широкое применение в науке и технике, в качестве модельных систем для фундаментальных исследований атомных и молекулярных материалов 1,2, в качестве фотонных материалов 3,4, в качестве систем доставки лекарственных средств 5,6, в качестве покрытий 7 и в литографии для поверхностного паттернирования 8,9. Так как лиофобные коллоидами являются метастабильные материалы, которые в конечном итоге агрегирующие необратимо благодаря вездесущим ван-дер-Ваальса, их манипуляции в конкретных целевых структур, как известно, трудно. Многочисленные стратегии были разработаны для управления коллоидный самосборки включая использование добавок для настройки электростатические 10,11 или износом взаимодействий 12,13, или внешние триггеры , такие как магнитные 14 или 15 электрических полей. Сложная альтернативная стратегия для достижения контроля над структурой, динамика и механика этих систем является их функционализация остроумиеМолекулы ч взаимодействующих между собой посредством конкретных и направленных сил. Супрамолекулярная химия предлагает полный набор инструментов малых молекул , демонстрирующих на конкретных участках, направленный и сильные все же обратимых взаимодействий, которые могут быть модулированы в силе по полярности растворителя, температуры и 16 света. Так как их свойства были изучены в натуральном и в растворе, эти молекулы являются привлекательными кандидатами для структурирования мягких материалов в экзотические фазы предсказуемым образом. Несмотря на явный потенциал такого комплексного подхода к оркестрировать коллоидный узел с помощью супрамолекулярной химии, эти дисциплины редко сопряжен адаптировать свойства мезоструктурированных коллоидных материалов 17,18.

Сплошная платформа супрамолекулярных коллоидов должна отвечать трем основным требованиям. Во-первых, связывание надмолекулярной фрагмента должно быть сделано в мягких условиях-в целях предотвращения деградации. Во-вторых, поверхностные силы в separatiДополнения больше, чем непосредственный контакт должен быть во власти привязных мотивов, а это значит, что непокрытые коллоидов должны почти исключительно взаимодействовать с помощью исключенного объемных взаимодействий. Таким образом, физико-химические свойства коллоидов должны быть приспособлены для подавления других взаимодействий, присущих коллоидных системах, таких как ван-дер-Ваальса или электростатических сил. В-третьих, характеристика должна позволять однозначному атрибуции сборки в присутствии супрамолекулярных фрагментов. Чтобы удовлетворить эти три предпосылки, надежный двухступенчатый синтез супрамолекулярных коллоидов был разработан (рисунок 1а). На первой стадии, гидрофобные частицы диоксида кремния NVOC-функционализированного подготовлены к дисперсии в циклогексан. Группа NVOC может быть легко расщеплен, получая частицы, аминные функционализированные. Высокая реакционная способность аминов позволяет прямой пост-функционализации с желаемым супрамолекулярного фрагмента, используя широкий спектр мягких условиях реакции. При этом мы ргepare супрамолекулярных коллоидов путем функционализации кремнезема шариков с стеариловый спирт и бензол-1,3,5-tricarboxamide (БТА) производной 20. Стеариловый спирт играет несколько важных ролей: он делает коллоидов органофильные и вводит ближнего радиуса действия стерических отталкивание , которое помогает уменьшить неспецифическое взаимодействие между коллоидов 21,22. ван - дер - ваальсовы силы дополнительно снижается из-за близкого соответствия между показателем преломления коллоидов и растворитель 23. Свето- и thermoresponsive ближнего радиуса действия привлекательные поверхностные силы генерируются путем включения O нитробензил защищенного ДТС 20. O нитробензил фрагмент представляет собой фото-расщепляться группа , которая блокирует образование водородных связей между соседними ДТС при включении на амидов в дискотиках (1б). При photocleavage УФ-светом, ВТА в растворе способен распознавать и взаимодействовать с идентичными молекулами ВТА через 3-кратном чydrogen массив облигаций, со связывающим силой, которая сильно зависит от температуры 17. Так как Ван-дер-Ваальса достопримечательности являются минимальными для стеариловых покрытием частиц диоксида кремния в циклогексане, а также свето- и не зависит от температуры, наблюдаемая раздражители реагирующих коллоидный сборка должна быть БТА-опосредованной.

Это подробное видео показано, как синтезировать и охарактеризовать супрамолекулярных коллоидов и как изучать их самосборки при УФ-облучении с помощью конфокальной микроскопии. Кроме того, простой протокол анализа изображений отличить коллоидные синглеты от сгруппированных коллоидов и для определения количества коллоидов в кластерах сообщается. Универсальность стратегии синтеза позволяет легко варьировать размер частиц, покрытие поверхности, а также введенную связывающий фрагмент, который открывает новые возможности для развития большого семейства коллоидных строительных блоков для мезоструктурированных современных материалов.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

1. Синтез ядро-оболочка частиц кремнезема

Примечание: частицы диоксида кремния синтезировали в соответствии со следующей процедурой, которая основана на методе Stober 24,25.

  1. Синтез флуоресцентных семян кремнезема
    1. Растворить 105 мг (0,27 ммоль) флуоресцеином изотиоцианатом в 5 мл этанола.
    2. Добавляют 100 мкл (3-аминопропил) триэтоксисилана (APTES, 0,43 ммоль) к предыдущему раствору.
    3. Разрушать ультразвуком раствор в течение 5 мин, и пусть она реагировать в течение ночи в атмосфере аргона при комнатной температуре при перемешивании. Краситель функционализованных APTES комплекс используют без дополнительной очистки.
    4. В 1 л круглодонную колбу, смесь 2,5 мл красителя функционализованных APTES 25 мл аммиака (25% в воде) и 250 мл этанола.
    5. Добавьте 10 мл тетраэтилортосиликата (ТЭОС) под мениском предыдущей реакционной смеси с помощью стеклянной пипетки whilе перемешивании магнитной мешалкой.
    6. Аналогичным образом, после того, как 5 ч, добавить еще 1,75 мл ТЭОС и перемешивали смесь в течение ночи в атмосфере аргона.
    7. Налейте дисперсию в несколько 45 мл пробирки.
    8. Центрифуга трубки (350 XG, 30 мин), удалить супернатант и добавляют 30 мл свежего этанола в каждую пробирку. Разрушать ультразвуком новые дисперсии в течение 3 мин, и центрифуга снова, чтобы удалить супернатант. Повторите эти шаги стирки 3 раза.
    9. Хранить флуоресцентные семена в этаноле в концентрации приблизительно от 13,6 мг / мл и в темноте (во избежание попадания света).
    10. Готовят нефлуоресцентном семена, следуя той же процедуре, исключив добавление флуоресцентного красителя.
      Примечание: После этой процедуры получают семена около 100 нм в радиусе.
  2. Синтез частиц кремнезема ядро-оболочка
    1. Наполните 1 л круглодонную колбу с 51 мл этанола, 17 мл деионизированной воды, 3,4 мл аммиака (25% в воде) и 4мл дисперсии семян (54,4 мг флуоресцентных семян приблизительно).
    2. Заполните пластиковый шприц с 5 мл TEOS и 10 мл этанола.
    3. Заполните второй пластиковый шприц с 1,34 мл аммиака (25% в воде), 3,4 мл деионизированной воды и 10,25 мл этанола.
    4. Подключите оба шприцы с круглым дном колбу с пластиковой трубкой.
    5. Оборудуйте колбу с потоком аргона и магнитной мешалкой. Впуск аргона должен быть рядом с выходным отверстием второго шприца, чтобы избежать контакта между аммиаком газами, поступающими из капель Теос, чтобы предотвратить вторичное зародышеобразование.
    6. Добавьте содержание обоих шприцев одновременно при 1,7 мл / ч с использованием перистальтических насосов при перемешивании смеси. Убедитесь в том, чтобы получить свободные капли при падении, чтобы избежать скользя на стенах и, следовательно, вторичного зародышеобразования.
    7. Прекратить добавление после 7 ч, с получением частиц ядро-оболочка из приблизительно 300 нм в радиусе.
    8. Залить содержимое колбы в несколько 45 мл пробирки.
    9. Центрифуга трубки (350 XG, 30 мин), удалить супернатант и добавляют 30 мл свежего этанола в каждую пробирку. Разрушать ультразвуком новую диспергированием в течение 3 мин и центрифугируют еще раз, чтобы удалить надосадочную жидкость. Повторите эти шаги стирки 3 раза.
    10. Держите частицы ядро-оболочка в этаноле и в темноте (во избежание воздействия света).
    11. Приготовьте нефлуоресцентной частицы кремнезема следуя той же процедуре, но с использованием нефлуоресцентной семян.

2. Функционализация кремнезема коллоидов

  1. Синтез NVOC-функционализированный коллоидов
    1. Дисперсные 10 мг частиц кремнезема ядро-оболочка в 1 мл этанола вместе с 12 мг (0,03 ммоль) молекулы NVOC-С11-OH и 31 мг (0,11 ммоль) стеариловый спирт в 50-мл круглодонную колбу, (в результате в-OH NVOC-C11 молярном соотношении 20/80 / стеариловый спирт).
    2. Разрушать ультразвуком смесь в течение 10 мин, чтобы гарантировать, что все молекулы растворяются, а частицы хорошо dispersed.
    3. Добавить к смеси магнитной мешалкой и выпарить этанол с устойчивым потоком аргона при комнатной температуре. Перед тем, как продолжить, убедитесь, что нет этанол осталось, в противном случае он может вступать в реакцию с силанольными группами частиц. Для того, чтобы проверить, является ли этанол полностью испаряется необходимо обращать внимание на температуру в нижней части колбы. Если он чувствует холод, этанол еще не полностью испарилась.
    4. Нагрейте колбы до 180 ° С в течение 6 ч при непрерывном перемешивании и под непрерывным потоком аргона 22.
    5. Пусть колбу охлаждают до комнатной температуры.
    6. Добавьте 3 мл CHCl 3 в колбу и разрушать ультразвуком в течение 5 мин (или пока все твердое содержимое было растворено или диспергировано).
    7. Центрифуга дисперсия (2600 XG, 4 мин), удалить супернатант и добавить свежий CHCl 3. Разрушать ультразвуком новую диспергированием в течение 3 мин и центрифугируют еще раз, чтобы удалить надосадочную жидкость. Повторите эти шаги стирки 6 раз.
    8. Сухие частицы при 70 ° С в вакууме в течение ночи и хранить их в эксикаторе.
  2. Синтез BTA-коллоидов
    1. Дисперсные 10 мг частиц функционализованные с 20/80 мольном соотношении NVOC-С11-ОН / стеариловый спирт в 3 мл CHCl 3.
    2. Облучать дисперсии в УФ-печи (λ макс = 354 нм) в течение 1 часа , чтобы расщепить группу NVOC. Убедитесь, что удаление защитной группы однородна на поверхности частиц путем перемешивания дисперсии осторожно с помощью магнитной мешалки в то время как удаление защитной группы. Это дает частицы Амин-функционализированный (рис 1a).
    3. Растворите 9 мг производного бензола-1,3,5-tricarboxamide (BTA, 0,01 ммоль), 8,7 мкл N, N - диизопропилэтиламин (DIPEA, 0,05 ммоль) и 5,2 мг (бензотриазол-1-илокси) tripyrrolidinophosphonium гексафторфосфат ( РуВОР, 0,01 ммоль) в 1 мл CHCl 3.
    4. Добавить раствор в амин- функционализированного рСтатья дисперсии и перемешивают в течение ночи при комнатной температуре и в атмосфере аргона.
    5. Центрифуга дисперсия (2600 XG, 4 мин), удалить супернатант и добавляют 3 мл свежей CHCl 3. Разрушать ультразвуком новую диспергированием в течение 3 мин и центрифугируют еще раз, чтобы удалить надосадочную жидкость. Повторите эти шаги стирки 6 раз.
    6. Сухие частицы при 70 ° С в вакууме в течение 48 ч и хранить их в эксикаторе.

3. Статическое рассеяние света Измерения (SLS)

Примечание: Используйте нефлуоресцентном частицы, так как люминесцентная сердцевина поглощает свет той же длины волны, что и падающего лазерного света обычного оборудования рассеяния света.

  1. не функционализации 10 мг нефлуоресцирующих частиц кремнезема с стеариловый спирт только (без NVOC-C11-OH) в соответствии с процедурой, описанной в разделе 2.1.
  2. Подготовить 500 мкл дисперсии 0,033 мг / мл, не являющихся функционализированных частиц в воде и длДругой 2 мг / мл частиц спиртовых покрытием стеариловых в циклогексан.
  3. Разрушать ультразвуком обе дисперсии в течение не менее 20 мин, чтобы гарантировать, что частицы хорошо разошлись.
  4. Измерьте интенсивность рассеянного обеих дисперсий, растворителей и эталонного растворителя от 30 ° до 120 ° с шагом 5 °.
  5. Участок интенсивность образца (I образца) как функция д
    (Уравнение 1) д = 4π п грешить растворителя (θ / 2) / λ O
    с углом рассеяния & thetas, показатель преломления растворителя п растворителя и длины волны лазерного Х о.
  6. Установите данные по следующему уравнению с использованием программного обеспечения (например, происхождение)
    (Уравнение 2) I образец = CP (Qr)
    где С является константой и форм - фактор P (Qr) задается
    (Уравнение 3) Уравнение 3

    в котором средний радиус сферической коллоидов R.
  7. Извлечение R от припадков для каждой дисперсии.
  8. Рассчитать отношение Рэлея (R q), которая является абсолютной мерой для интенсивности рассеянного света, в соответствии со следующим уравнением, для каждого & thetas.
    (Уравнение 4) figure-protocol-1

    с интенсивностью образца, растворитель и ссылка, я образец, я растворителю и я сослаться соответственно, показатель преломления растворителя и опорный н растворитель и п ссылка, соответственно, и Рэлея Отношение ссылки ссылка R. Здесь используют толуол в качестве ссылки, Такое , что п вода = 1,332, п = 1,497 толуол, циклогексан п = 1,426; R = 2.74x10 толуол -3 м -1 26.
  9. Вычисляют средний показатель преломления коллоидов (п коллоидов) от R & thetas и формуле 5.
    (Уравнение 5) figure-protocol-2

    с числом частиц в единице объема N, объем частицы об частицы заданной об частицы = 4/3 πR 3, и предполагая , что структурный фактор S (Q) ~ 1, что является пределом невзаимодействующих частиц.

4. Количественная оценка числа активных центров на одну частицу

Примечание: Используйте мелкие частицы 13 нм в радиусе (с большей поверхностью для-Соотношение объемов).

  1. Функционализации маленькие коммерчески доступные частицы с 20/80 мольном соотношении NVOC-C11-OH / стеариловый спирт, следуя процедуре, описанной в Разделе 2.1.
  2. Дисперсные 20 мг мелких частиц, функционализированных в 1 мл CHCl 3 и облучать дисперсии в УФ-печи (l макс = 354 нм) в течение 1 ч , чтобы расщепить группу NVOC. Перемешивать дисперсию осторожно с магнитной мешалкой во время снятия защиты. Таким образом, коллоиды не оседают, а их поверхность остается воздействию УФ-света, следовательно, обеспечивает однородное удаление защитных групп.
  3. Спин вниз полученных частиц аминные функционализованных (3,400 XG, 10 мин) и удалить супернатант.
  4. Сухие частицы при 70 ° С в течение 2 часов.
  5. Растворить 0,50 мг сукцинимидил-3- (2-пиридилдитио) пропионата (СПДП, 0,0016 ммоль) в 200 мкл диметилформамида (ДМФ).
  6. Добавить раствор SPDP до 20 мг высушенных частиц амин-функционализированные и воронкаСистема в течение 30 мин. В течение этого времени все доступные первичные амины на коллоидов прореагирует с SPDP.
  7. Промыть частицы с 1 мл ДМФ в течение 6 раз (или до тех пор, ни один свободный СПДП не обнаружено в надосадочной жидкости с помощью УФ-видимой спектроскопии при λ = 375 нм). В последней стадии промывки попытаться удалить как можно больше супернатант насколько это возможно.
  8. Растворить 0,53 мг дитиотреитола (DTT, 0,0034 ммоль) в 50 мкл ДМФА. Добавить раствор DTT к частицам и вихревые дисперсию в течение 30 мин. В течение этого времени группа пиридин-2-тиона расщепляется.
  9. Определить абсорбцию свободного пиридин-2-тиона, высвобождаемого в надосадочной жидкости при λ = 293 нм с микрообъема УФ-Вид спектрофотометр.
  10. Построить калибровочную кривую для определения коэффициента экстинкции ɛ (~ 12.1x10 3 М -1 см -1) пиридин-2-тиона в ДМФА путем измерения поглощения серии разведений различных известных количеств SPDP с избытком ДТТ ,
  11. Вычислить концентрацию пиридин-2-тиона, C P2T, которая отщепляется от частиц с использованием закона Ламберта-Бера:
    (Уравнение 6) Abs = C P2T ε л
    с молярной концентрацией пиридин-2-тиона C P2T, коэффициент экстинкции ɛ и длины пути л.
  12. Подсчитайте число активных участков (аминов) на одну частицу со следующим уравнением:
    (Уравнение 7) figure-protocol-3
    с массой одной частицы М частицы то есть М частица = 4 / 3πR 3 ρ, с ρ = 1,295 г / см 3, общая взвешенная масса частиц М общей (20 мг) , а общий объем V общей (50 мкл). Это уравнение предполагает, что все имеющиесяамины вступают в реакцию с SPDP и ДТТ уменьшает все молекулы SPDP прикрепленные к частицам.

5. Монитор коллоидное Ассамблеи конфокальной микроскопией

Примечание: частицы Используйте ядро-оболочка с диоксидом кремния (с флуоресцентным сердцевиной и нефлуоресцентном оболочки).

  1. Подготовьте 400 мкл дисперсии 0,1 вес% от ВТА-функционализированных частиц в циклогексан и разрушать ультразвуком образца в течение 20 мин.
  2. Облучают пробирку образца в УФ - печи (λ макс = 354 нм) , чтобы расщепить от Выходов нитробензил группу БТА. Возьмите 25 мкл аликвоты в разное время облучения, например, от 0 до 30 мин, чтобы следить за процессом кластеризации.
  3. Поместите различные аликвоты на различных стеклах с помощью спейсера и закройте камеры с покровным стеклом (размер камера диаметр 13 мм × высота 0,12 мм). После закрытия камеры, поверните покровное вниз головой, чтобы частицы осадка и adsorВ на стекле, что облегчает визуализацию.
  4. Возьмем несколько изображений каждого образца с конфокальной микроскопии как можно скорее после приготовления образца для каждого времени облучения.

6. Изображение

  1. Количественное числа синглета с ImageJ
    Примечание: Все команды, используемые для написания сценария описаны в руководстве ImageJ:
    http://imagej.nih.gov/ij/docs/guide/user-guide.pdf
    1. Гладкая конфокальной изображения, чтобы удалить отдельные пиксели из краев и заполнить небольшие отверстия, работающих под управлением "Smooth" функцию.
    2. Принимая во внимание, что только ядра являются люминесцентные, не расширяют яркие области до края частиц, принадлежащих к одному кластеру ощупь и частицы сливаются. Сделайте это с помощью фильтра "Разбавить". С частицами с толщиной оболочки примерно 180 нм, а также фотографий с разрешением 0,02 мкм / пиксель, два шага растяжения достаточно.
    3. Преобразование изображенияв двоичную картину под управлением "Сделать двоичный" функцию.
    4. Установите масштаб, запустив инструмент "" Set Scale ... ", расстояние = 1 = 0,02, известный пиксель = 1 единица = ит" "для снимков, сделанных с разрешением 0,02 мкм / пиксель, например.
    5. Применить пороговый размер, чтобы различать шум и вне фокуса частиц из в находящихся не в фокусе частиц. Например, с фотографий, сделанных с разрешением 0,02 мкм / пиксель, все области меньше, чем 0,2 пикселей исключены. Делайте это с помощью «Анализируй частицы ..." команду, "размер = 0,2-бесконечность".
    6. Создание all.jpg изображение и файл all.txt с размером всех ярких областей на изображении (кластеров и синглета) с помощью команды "" результаты ", _all.txt" "и" "JPEG", "все" ".
    7. Предположим , что все светлые области от 0.2 до 0.7 пикселей по размеру и с округлости (округлости = 4 π Область / Периметр 2) между 0,7 и 1,0 являютсяфуфайки, выполнив команду "Анализ частиц ...", "округлость = 0.7-1.0".
    8. Создайте singlets.jpg изображение и singlets.txt файл с информацией о всех светлых областей, которые фуфайки с помощью команд "" результатов ", _singlets.txt" "и" "JPEG", "синглеты" ".
  2. Обрабатывать информацию с Matlab
    1. Прочитайте файл .txt синглетный и вычислить средний размер синглета на картину (синглет).
    2. Используйте средний размер синглетного вычислить число частиц в кластере (А дублет = 2А синглет, триплет = 3A синглетный ...) , а общее число частиц в картине из другого файла all.txt.
    3. Вычислить долю частиц в синглеты для каждого времени экспозиции: F синглетами = количество синглетами / всех частиц
    4. Вычислить долю дублеты, триплеты и т.д.: F дублетов = 2 * число дублетов / всех частиц и т.д.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Учитывая , что двухступенчатая процедура используется для синтеза супрамолекулярном коллоиды (рис 1а) соединяет производные БТА - (рисунок 1b) на второй стадии , при комнатной температуре и в условиях умеренно-реакции, ее устойчивость обеспечивается.

figure-results-1
Рисунок 1. Схема синтеза супрамолекулярных коллоидов. А)

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Когда циклогексана, с показателем преломления 1,426, используется в качестве растворителя для разгона BTA-коллоидов, ван-дер-ваальсовых взаимодействий очень слабы, так как показатели преломления коллоидов и растворителя почти одинаковы. Обратите внимание, что концентрация функционализированных коллоидов Для экспериментов использовали СЛС в циклогексан значительно выше по сравнению с голыми коллоидов кремнезема в воде. Это необходимо для того, чтобы получить достаточно сильное рассеяние из-за низкого контраста как показа...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Авторы не имеют ничего раскрывать.

Благодарности

Авторы признают, Нидерландская организация по научным исследованиям (NWO ЭХО-STIP Грант 717.013.005, СВО VIDI Грант 723.014.006) за финансовую поддержку.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
APTESSigma-Aldrich
FTICSigma-Aldrich
TEOSSigma-Aldrich
LUDOX AS-40Sigma-AldrichSilica частицы радиусом 13 нм
MilliQ------18.2 MΩ · см при 25 °°; C
ЭтанолSolvaChrom---
Ammonia (25% в воде)Sigma-Aldrich---
ChloroformSolvaChrom---Cyclohexane
Sigma-Aldrich---
Dimethylformamide (DMF)Sigma-Aldrich---
Stearyl AlcoholSigma-Aldrich---
N,N-Diisopropylethylamine (DIPEA)Sigma-Aldrich---
Benzotriazol-1-yl-oxytripyrrolidinophosphonium hexafluorophosphate (PyBOP)Sigma-Aldrich---
Succinimidyl 3-(2-pyridyldithio)propionate (SPDP)Sigma-Aldrich---
Dithiothreitol (DTT) Sigma-Aldrich---
NVOC-C11-OHSynthesized---I. de Feijter, 2014 Адаптивные материалы из адаптивных супрамолекулярных конструкций, докторская диссертация, Технический университет Эйндховена, Нидерланды
BTASynthesized---I. de Feijter, 2014 Адаптивные материалы из адаптивных супрамолекулярных конструкций, докторская диссертация, Технический университет Эйндховена, Нидерланды
ЦентрифугаThermo ScientificHeraeus Megafuge 1.0
Ультразвуковая ваннаVWRУльтразвуковой очиститель
Перистальтические насосыHarvard ApparatusPHD Ultra Шприцевой насос
УФ-печьLuzchemLZC-a V УФ-реактор, оснащенный 8x8 ультрафиолетовыми лампочками (λ max=354  nm)
Мешалка-нагревательная пластинаHeidolphMR-Hei Standard
 
[header]
СветорассеивающаяALVCGS-3 MD-4 компактная гониометрическая система, оснащенная кратным тау-цифровым коррелятором реального времени (ALV-7004) и твердотельным лазером (λ=532 нм, 40 мВт)
UV-Vis спектрофотометрThermo ScientificNanoDrop 1000 Спектрофотометр
Конфокальный микроскопNikonTi Eclipse с помощью аргонового лазера с λ <под>возбуждение=488  nm
Скользящие прокладкиSigma-AldrichGrace BioLabs Secure seal прокладка для визуализации (1 лунка, диаметр & раз; толщина 13 мм & 0,12 мм)
ШприцыBD Plastipak20 мл
Пластиковая трубкаSCIBB31695-PE/5Окись этилена газообразная стерилизуемая микромедицинская трубка
Пульсирующий вихревой миксерVWRЭлектрические: 120  V, 50/60  Гц, 150  W Диапазон скоростей: 500– 3 000 об/мин
система

Ссылки

  1. Wang, Y., et al. Colloids with valence and specific directional bonding. Nature. 491 (7422), 51-55 (2012).
  2. Klinkova, A., Therien-Aubin, H., Choueiri, R. M., Rubinstein, M., Kumacheva, E. Colloidal analogs of molecular chain stoppers. PNAS. 110 (47), 18775-18779 (2013).
  3. Galisteo-Lõpez, J. F., et al. Self-assembled photonic structures. Adv. Mater. 23 (1), 30-69 (2011).
  4. Kim, H., et al. Structural colour printing using a magnetically tunable and lithographically fixable photonic crystal. Nat. Photonics. 3 (9), 534-540 (2009).
  5. Dinsmore, A. D., et al. Colloidosomes: Selectively permeable capsules composed of colloidal particles. Science. 298 (5595), 1006-1009 (2002).
  6. Destribats, M., Rouvet, M., Gehin-Delval, C., Schmitt, C., Binks, B. P. Emulsions stabilised by whey protein microgel particles: Towards food-grade Pickering emulsions. Soft Matter. 10 (36), 6941-6954 (2014).
  7. Prevo, B. G., Hon, E. W., Velev, O. D. Assembly and characterization of colloid-based antireflective coatings on multicrystalline silicon solar cells. J. Mater. Chem. 17 (8), 791-799 (2007).
  8. Kitaev, V., Ozin, G. A. Self-assembled surface patterns of binary colloidal crystals. Adv. Mater. 15 (1), 75-78 (2003).
  9. Plettl, A., et al. Non-Close-Packed crystals from self-assembled polystyrene spheres by isotropic plasma etching: adding flexibility to colloid lithography. Adv. Funct. Mater. 19 (20), 3279-3284 (2009).
  10. Yethiraj, A., Van Blaaderen, A. A colloidal model system with an interaction tunable from hard sphere to soft and dipolar. Nature. 421 (6922), 513-517 (2003).
  11. Spruijt, E., et al. Reversible assembly of oppositely charged hairy colloids in water. Soft Matter. 7 (18), 8281-8290 (2011).
  12. Kraft, D. J., et al. Surface roughness directed self-assembly of patchy particles into colloidal micelles. PNAS. 109 (27), 10787-10792 (2012).
  13. Rossi, L., et al. Cubic crystals from cubic colloids. Soft Matter. 7 (9), 4139-4142 (2011).
  14. Erb, R. M., Son, H. S., Samanta, B., Rotello, V. M., Yellen, B. B. Magnetic assembly of colloidal superstructures with multipole symmetry. Nature. 457 (7232), 999-1002 (2009).
  15. Vutukuri, H. R., et al. Colloidal analogues of charged and uncharged polymer chains with tunable stiffness. Angew. Chem. Int. Edit. 51 (45), 11249-11253 (2012).
  16. De Greef, T. F. A., Meijer, E. W. Materials science: Supramolecular polymers. Nature. 453 (7192), 171-173 (2008).
  17. De Feijter, I., Albertazzi, L., Palmans, A. R. A., Voets, I. K. Stimuli-responsive colloidal assembly driven by surface-grafted supramolecular moieties. Langmuir. 31 (1), 57-64 (2015).
  18. Celiz, A. D., Lee, T. C., Scherman, O. A. Polymer-mediated dispersion of cold nanoparticles: using supramolecular moieties on the periphery. Adv. Mater. 21 (38-39), 3937-3940 (2009).
  19. Cantekin, S., De Greef, T. F. A., Palmans, A. R. A. Benzene-1,3,5-tricarboxamide: A versatile ordering moiety for supramolecular chemistry. Chem. Soc. Rev. 41 (18), 6125-6137 (2012).
  20. Mes, T., Van Der Weegen, R., Palmans, A. R. A., Meijer, E. W. Single-chain polymeric nanoparticles by stepwise folding. Angew. Chem. Int. Edit. 50 (22), 5085-5089 (2011).
  21. van Blaaderen, A., Vrij, A. Synthesis and characterization of monodisperse colloidal organo-silica spheres. J. Colloid Interf. Sci. 156 (1), 1-18 (1993).
  22. Van Helden, A. K., Jansen, J. W., Vrij, A. Preparation and characterization of spherical monodisperse silica dispersions in nonaqueous solvents. J. Colloid Interf. Sci. 81 (2), 354-368 (1981).
  23. Israelachvili, J. Intermolecular and Surface Forces. Van der Waals forces between particles and surfaces. , 3rd, Elsevier. 253-289 (2011).
  24. van Blaaderen, A., Vrij, A. Synthesis and characterization of colloidal dispersions of fluorescent, monodisperse silica spheres. Langmuir. 8 (12), 2921-2931 (1992).
  25. Giesche, H. Synthesis of monodispersed silica powders II. Controlled growth reaction and continuous production process. J. Eur. Ceram. Soc. 14 (3), 205-214 (1994).
  26. Wu, H. Correlations between the Rayleigh ratio and the wavelength for toluene and benzene. Chem. Phys. 367 (1), 44-47 (2010).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Теги

BTA
Синтез и характеристика супрамолекулярных коллоидов
Свяжитесь с нами
Рекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия эксплуатации

Политика

Авторские права © 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.