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

Методическая статья

Синтез ядро оболочка легированный лантаноиды Upconversion нанокристаллов для сотовых приложений

14.6K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/56416

⸱

10 ноября 2017 г.

 ,  ,  ,  ,  , 
1Division of Chemistry and Biological Chemistry, School of Physical & Mathematical Sciences, Nanyang Technological University, 2Institute of Materials Research & Engineering, Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)

В этой статье

Краткое содержание

Протокол представляется для синтеза ядро оболочка легированный лантаноиды upconversion нанокристаллов (универсальные) и их клеточных приложений для регулирования белок канала на ближней ИК-области спектра (NIR) света освещение.

Аннотация

Легированный лантаноиды upconversion нанокристаллов (универсальные) привлекли большое внимание в последние годы, на основе их перспективных и controllable оптическими свойствами, которые позволяют для поглощения в ближней ИК-области спектра (NIR) света и впоследствии может преобразовать его в мультиплексированных выбросов, которые охватывают более широкий спектр регионов от УФ до видимой в НДК. Эта статья представляет подробные экспериментальные процедуры для совместного осадки высокой температуры синтеза ядро оболочка универсальные, которые включают различные лантаноиды ионов в нанокристаллов для эффективного преобразования глубокие ткани проницаемые NIR возбуждения (808 Нм) в сильной синий выбросов на 480 Нм. Контролируя модификации поверхности с Биосовместимых полимеров (полиакриловой кислоты, ПАА), подготовлена как универсальные приобретает большой растворимость в буферных растворов. Гидрофильные нанокристаллов далее функционализированных с конкретными лигандами (dibenzyl cyclooctyne, DBCO) для локализации на клеточной мембраны. По НИР свет (808 нм) облучения, upconverted синий выбросов может эффективно активировать свет закрытый канал белка на мембране клеток и конкретно регулировать приток катионита (например, Ca2 +) в цитоплазме. Этот протокол предоставляет возможные методологии для синтеза ядро оболочка легированный лантаноиды универсальные и последующих биосовместимых модификации поверхности для дальнейшей сотовой приложений.

Введение

В последние годы легированный лантаноиды upconversion нанокристаллов (универсальные) широко используются как альтернатива обычных органических красителей и квантовые точки в биомедицинских приложений, которые основаны главным образом на их выдающиеся химические и оптические свойства, включая большой биосовместимость, высокая устойчивость к Фотообесцвечивание и выбросов узкой полосой пропускания1,2,3. Что еще более важно они могут служить перспективных nanotransducer с отличным ткани проникновения глубины в естественных условиях для преобразования NIR регионах через несколько фотонных и ближней ИК-области спектра (NIR) возбуждения в широкий спектр выбросов от УФ, видимой, upconversion процесс4,5. Эти уникальные свойства делают легированный лантаноиды универсальные служить вектором особенно многообещающим для зондирования биологических, биомедицинских изображений и заболеваний theranostics6,,78.

Общие компоненты универсальные основаны главным образом на легированных лантаноиды ионов в матрице изолирующие хост, содержащий сенсибилизатор (например, Yb3 +, Nd3 +) и активатор (например, Tm3 +, Er3 +, Хо 3 +) в рамках кристалл однородно9. Различные оптического излучения от нанокристаллов приписывается локализованные электронных перехода в пределах 4f орбитали лантаноиды активаторов вследствие их лестница как аранжированный энергетический уровень10. Таким образом важно, чтобы точно контролировать размер и морфология синтезированных универсальные с многокомпонентных лантаноиды активаторов. По праву некоторые перспективные методы хорошо созданы для подготовки легированный лантаноиды универсальные, включая термического разложения, Сопредседатель осадки высокой температуры, гидротермального синтеза, золь гель обработки, т. д.11 , 12 , 13 среди этих подходов, метод высокотемпературной Сопредседатель осадков является одним из наиболее популярным и удобным стратегий для синтеза универсальные, который строго контролироваться подготовить желаемого высокого качества нанокристаллов с единообразной формой и распределение по размерам в относительно короткое время реакции и лоу кост14. Однако большинство наноструктур синтезируется этот метод главным образом ограничен с гидрофобным лигандами как олеиновой кислоты и oleylamine, которые обычно препятствуют их дальнейшему bioapplication из-за ограниченной растворимости гидрофобные лиганд в водном растворе 15. Таким образом, это необходимо для выполнения подходящей поверхности природную подготовить биосовместимых универсальные в биологических приложений в пробирке и в естественных условиях.

Здесь мы представляем подробную экспериментальной процедуры для синтеза ядро оболочка универсальные наноструктур через метод совместного осадки высокой температуры и возможности модификации технику для functionalize Биосовместимых полимеров на поверхности универсальные для дальнейшее сотовой приложений. Это универсальные nanoplatform включает в себя три лантаноиды ионов (Yb3 +, Nd3 +и Tm3 +) в нанокристаллов приобретать сильное синий выбросов (~ 480 Нм) на свет возбуждения NIR 808 нм, который имеет большую глубину проникновения в живой ткани. Хорошо известно, что Nd3 +-легированный универсальные отображения свернутого водные эффекты поглощения и перегрева на этом спектральные окна (808 нм) по сравнению с обычными UCNs на 980 нм облучения16,17, 18. Кроме того, использовать универсальные в биологических системах, гидрофобные лигандами (олеиновая кислота) на поверхности универсальные, sonication в раствор кислоты19, во-первых, удаляются. Затем лиганд свободной Универсальные дальнейшие изменения с Биосовместимых полимеров (полиакриловой кислоты, ПАА) приобрести большой растворимость в водных растворах20. Кроме того, в качестве доказательства в концепция в клеточных приложений, универсальные гидрофильные далее функционализированных с молекулярной лигандами (dibenzyl cyclooctyne, DBCO) для конкретных локализации на N3-меткой клеточной мембраны. По НИР свет (808 нм) облучения, upconverted синий выбросов на 480 Нм можно эффективно активировать свет закрытого канала белок, channelrhodopsins-2 (ChR2), на поверхности клеток и таким образом облегчить приток катионита (например, Ca2 + ионный) через мембраны клеток живых.

Это видео протокол предусматривает возможные методологии легированный лантаноиды универсальные синтеза, биосовместимых модификации поверхности и универсальные bioapplication в живых клетках. Любые различия в методах синтеза и химические реактивы, используемые в Нанокристаллические роста будет влиять на размер распределения, морфология и upconversion Спектры люминесценции (UCL) окончательный универсальные наноструктур, используемая в экспериментах по ячейке. Этот подробный видео-протокол готов помочь новых исследователей в этой области для улучшения воспроизводимость универсальные с методом высокотемпературной Сопредседатель осадков и избежать наиболее распространенных ошибок в универсальные биосовместимых модификации поверхности для дальнейшей Сотовый приложений.

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

Протокол

внимание: пожалуйста, проконсультируйтесь с все соответствующие листы данных безопасности материалов (MSDS) перед использованием. Пожалуйста, используйте все практики безопасности при выполнении синтез UCNs при высокой температуре (~ 290 ° C), включая использование инженерного управления (Зонта) и средств индивидуальной защиты (например, защитные очки, перчатки, лабораторный халат, Полная длина штаны и закрыты носок ботинки).

1. синтез NaYF 4: Yb/Tm/Nd (30/0.5/1%) @NaYF 4: ядро оболочка нанокристаллов Nd(20%)

  1. синтез NaYF 4: наноструктурированных основные Yb/Tm/Nd(30/0.5/1%)
    1. Подготовка RE (CH 3 CO 2) 3, Стоковый раствор NaOH, NH 4 F метанола
      Примечание: редкоземельные (пере) ионов лантаноиды включают иттрия (Y), иттербий (ИБ), Thulium (Tm) и неодима (Nd).
      1. Распустить 500 мг Yttrium(III) ацетата гидрата в 5 мл метанола (100 мг/мл), 250 мг иттербия (III) ацетат гидрат в 5 мл метанола (50 мг/мл), 10 мг тулия (III) ацетат гидрат в 1 мл метанола (10 мг/мл) и 10 мг неодима (III) ацетат гидрат в 1 мл мета Нол (10 мг/мл) в стеклянных флаконах с ультразвуковой очистки ванна для 2 мин
      2. Объединить 400 мг NaOH в 50 мл пластиковых пробирок с 20 мл метанола с ультразвуковой очистки ванной подготовить раствор NaOH (20 мг/мл).
      3. Объединить 600 мг NH 4 F в 50 мл пластиковых пробирок с 30 мл метанола с ультразвуковой очистки ванной подготовить NH 4 F Стоковый раствор (20 мг/мл).
        Примечание: Место Стоковый раствор лантаноиды комплексов, NaOH и NH 4 F в стеклянных флаконах, печать с парафина и хранить их в холодильнике в ~ 4 ° C до тех пор, пока требуется. Подготовленные метанола акций решения заменяются каждые 2 недели.
    2. NaYF подготовка 4: Yb/Tm/Nd наноструктурированных основные
      1. Пипетка 3 мл олеиновой кислоты и 7 мл 1-octadecene в колбе три шеи 50-мл.
        2. Решение
      2. объединить 1.089 мл Y (CH 3 CO 2) 3 Стоковый раствор, 0,608 мл Yb (CH 3 CO 2) 3 Стоковый раствор, 83,6 мкл акций 3 ТМ (CH 3 CO 2), и 128,5 мкл раствора Nd (CH 3 CO 2) 3 штока в колбу.
      3. Установите термометр (диапазон 0 - 360 ° C) в колбу и пусть его кончик сенсорных решение. Место колбу в стеклянной таре с phenylmethyl силиконовое масло.
      4. Тепло решение до 100 ° C с плитой для испарения от метанола. Соедините колбу Шленк линию с двойной вакуум/газ коллектор, чтобы удалить остаточные метанола и сохранить реакционной смеси под вакуумом для 2-3 мин, помешивая.
      5. Увеличить температуру до 150 ° C и держать эту температуру 60 мин поддерживать перемешивания скорость 700 об/мин во время синтеза.
        Примечание: Установить умеренной перемешивания скорость избежать разбрызгивания раствора.
      6. Остановить поджарки и держать флакон при комнатной температуре, чтобы позволить решения остыть медленно.
        Примечание: Протокол может быть приостановлена здесь.
        7. Стоковый раствор
      7. объединить 2 мл метанола NaOH и 2.965 мл NH 4 F-метанол Стоковый раствор в пластиковых пробирок 15мл. Затяните трубу с его шапку и mix решение на мощных vortexing для 5 s.
      8. Добавление NaOH-NH 4 F смесь медленно в колбу на стеклянной пипетки более 5 мин.
      9. Повышение температуры смеси до 50 ° C и поддержания этой температуры на 30 мин
        Примечание: Установите температуру на не более чем на 50 ° C, потому что высокая температура будет способствовать кристалл зарождения и роста.
      10. Повышение температуры (~ 100 ° C) испаряется от метанола и соединить настой Шленк линии с двойной вакуум/газ коллектор, чтобы удалить остаточные метанола и сохранить реакционную смесь под вакуумом для 2-3 мин
      11. Переключатель позиции запорный заполнить колбу с азотом.
      12. Увеличение температуры до 290 ° C ~ 5 ° C/мин со скоростью нагревания держать смесь реакции на 290 ° С в течение 1,5 ч.
      13. Остановить поджарки и удалить колбу разрешить реакционную смесь медленно остыть при комнатной температуре помешивая.
        Предупреждение: Будьте осторожны с горячей плиты с высокой температурой (> 400 ° C) чтобы избежать тяжелых ожогов при контакте кожи.
      14. Передача смеси в колбу в 50 мл пластиковых пробирок. Промойте колбу с 30 мл этанола и передать решение пластиковых пробирок.
      15. Центрифуга продукта на 4000 × g 8 мин при комнатной температуре и удалить супернатант.
      16. Добавить 10 мл гексана для пластиковых пробирок и повторно дисперсных продукт с sonication (60 кГц, 240 Вт) для 2 мин
      17. Добавить 30 мл этанола в трубку. Спин вниз продукт на 4000 × g 8 мин и затем удалить супернатант.
      18. Повторно дисперсных твердых продуктов в нижней части пластиковых пробирок с 5 мл гексана. Хранить в холодильнике в ~ 4 ° C для следующего шага решения.
        Примечание: Upconversion выбросов ядро оболочка универсальные проверяется путем облучения решения с 808 нм лазер (2 Вт).
  2. Подготовка NaYF 4: Yb/Tm/Nd (30/0.5/1%) @NaYF 4: ядро оболочка нанокристаллов Nd(20%)
    1. объединить 3 мл олеиновой кислоты и 7 мл 1-octadecene в колбе три шеи 50-мл. Добавьте 1.082 мл раствора штока 3 Y (CH 3 CO 2) и 2,87 мл Nd (CH 3 CO 2) 3 Стоковый раствор в колбу.
    2. Добавить полученное ядро наноструктур (80 мг в 5 мл гексана из шага 1.1.2.18) в колбу помешивая.
    3. Установите термометр (диапазон 0 - 360 ° C) в колбу и пусть его кончик сенсорных смеси. Место колбу в стеклянной таре с phenylmethyl силиконовое масло.
    4. Тепло смеси на 100 ° C на верхней плитой для испарения метанола и гексан. Соедините колбу Шленк линию с двойной вакуум/газ коллектор для удаления остаточного растворителя и держать реакционной смеси под вакуумом для 2-3 мин, помешивая.
    5. Увеличить температуру до 150 ° C и держать его на 60 мин поддерживать скорость перемешивания на 700 об/мин в синтезе.
      Примечание: Установить умеренной перемешивания скорость избежать разбрызгивания раствора.
    6. Остановить поджарки и удалить колбу разрешить решение медленно остыть при комнатной температуре.
      Примечание: Протокол может быть приостановлена здесь.
      7. Стоковый раствор
    7. пипетки 2 мл метанола NaOH и 2.965 мл NH 4 F-метанол Стоковый раствор в пластиковых пробирок 15мл. Затяните трубу с его шапку и mix решение на мощных vortexing для 5 s.
    8. Добавить смесь в колбу на стеклянной пипетки медленно более 5 мин.
    9. Повышение температуры смеси до 50 ° C и держать его на 50 ° C за 30 мин
      Примечание: Установить температуру не выше 50 ° C, потому что высокая температура будет способствовать кристалл зарождения и роста.
    10. Повышение температуры (~ 100 ° C) испаряется от метанола и соединить настой Шленк линии с двойной вакуум/газ коллектор для удаления остаточного метанола, сохраняя реакционную смесь под вакуумом для 2-3 мин
    11. Переключатель позиции запорный заполнить колбу с азотом.
    12. Повышение температуры до 290 ° C ~ 5 ° C/мин со скоростью нагревания держать реакционной смеси на 290 ° С в течение 1,5 ч.
    13. Остановить поджарки и удалить колбу разрешить реакционную смесь медленно остыть при комнатной температуре помешивая.
      Предупреждение: Будьте осторожны с горячей плиты с высокой температурой (> 400 ° C) чтобы избежать тяжелых ожогов при контакте кожи.
    14. Передача смеси в колбу в 50 мл пластиковых пробирок. Промойте колбу с 30 мл этанола и передать решение пластиковых пробирок.
    15. Центрифуга продукта на 4000 × g 8 мин при комнатной температуре и удалить супернатант.
    16. Добавить 10 мл гексана для пластиковых пробирок и повторно дисперсных продукт с sonication (60 кГц, 240 Вт) для 2 мин
    17. Добавить 30 мл этанола в трубку. Спин вниз продукт на 4000 × g 8 мин и затем удалить супернатант.
    18. Повторно дисперсных твердых продуктов в нижней части пластиковых пробирок с 5 мл гексана. Хранить в холодильнике в ~ 4 ° C до тех пор, пока необходимое решение.
      Примечание: Upconversion выбросов ядро оболочка универсальные проверяется путем облучения решения с 808 нм лазер (2 Вт).

2. Синтеза биологически универсальные наноструктур

  1. Подготовка лиганд свободной Универсальные наночастиц
    1. объединить 30 мл этанола с как подготовленные ограничен олеат универсальные решения (шаг 1.2.18) в 50 мл пластиковых пробирок. Центрифуга смеси на 4000 × g 8 мин при комнатной температуре и удалить супернатант.
    2. Объединить 10 мл кислоты водный раствор (pH = 4) регулируется HCl (0,1 М) с осадка в 50 мл пластиковых пробирок и растворить осадок sonication (60 кГц, 240 Вт) для 30 мин
    3. Передача решения в стакане флакон с энергичной перемешивании в течение 2 ч.
    4. Экстракт водный раствор с 30 мл диэтиловом эфире повторить три раза, чтобы удалить олеиновая кислота.
    5. Добавить 10 мл воды в слоях комбинированных эфира с нежным пожимая.
    6. Собирать водной фазы вместе (20 мл) и добавить 20 мл ацетона с vortexing для 5 s.
    7. Спин вниз продукта на 35000 g × 10 мин и затем удалить супернатант. Осадка в 2 мл воды растворяют.
  2. Подготовка полимера изменены универсальные (ПАА-UCNs)
    1. объединить 200 мг полиакриловой кислоты (ПАА, Mw = 1800) с 20 мл воды, sonication (60 кГц, 240 Вт) для 20 минут добавить вышеупомянутые универсальные лиганд бесплатно в раствор ПАА с энергичным перемешиванием.
    2. Настроить значение рН 7,4, раствор NaOH (1 М) с sonication (60 кГц, 240 Вт) за 30 мин держать смесь для 24 ч при комнатной температуре помешивая.
    3. Собрать осадок центрифугированием в 35 000 × g на 10 мин вновь приостановить продукт в 10 мл воды, sonication (60 кГц, 240 Вт) на 5 мин и центрифуги снова на 35000 g × 10 мин повторить этот шаг три раза.
    4. Повторно дисперсных продукт в 8 мл воды, sonication (60 кГц, 240 Вт) для 5 минут хранить решение в холодильнике на ~ 4 ° C до тех пор, пока требуется.
  3. Подготовка функциональной DBCO-универсальные наночастиц
    1. спин вниз как подготовлен PAA@UCNs (1 мг) центрифугированием в 35 000 × g на 10 мин вновь приостановить осадок в 1 мл сухого ДМФ, sonication (60 кГц, 240 Вт) за 1 мин и центрифуги снова на 35000 g × 10 мин повторить этот шаг два раза.
    2. Растворяют осадок в 200 мкл сухой ДМФ в стеклянный флакон. Добавить HOBT (12,2 мг), EDC (14 мг), DBCO-NH 2 (5 мг) и DIPEA (16 мкл) во флаконе с магнитным перемешивании за 24 ч.
    3. Собирать продукт центрифугированием на 35000 g × 10 минут удалить супернатант и вновь приостановить осадок в 1 мл ДМСО и центрифуги снова на 35000 g × 10 мин повторить этот шаг три раза.
    4. Разгонять продукт в 0,2 мл ДМСО и хранить в холодильнике в ~ 4 ° C перед использованием.

3. Bioapplications DBCO-универсальные правила мембраны каналах в живущих клетках

  1. HEK293 культуры клеток в Дульбекко ' s Modified Eagle ' s среднего (DMEM) с 10% FBS, 100 единиц/мл пенициллин, стрептомицин 100 мкг/мл и поддерживать в увлажненные инкубатор с 5% CO 2 при 37 ° C. семян 1 × 10-5 клеток в 1 мл DMEM/колодец в пластине 12-Ну и держать его в инкубаторе для 24 h.
  2. Объединить плазмида (pCAGGS-ChR2-Венера, 1 мкг) с P3000 трансфекции реагента (2 мкл) в Орел ' s минимум основных СМИ (MEM) (100 мкл) в microcentrifuge метро A и добавить трансфекции реагента (1,5 мкл) в MEM (100 мкл) в трубу б.
  3. Инкубировать смесь растворов в пробирках A и B за 10 мин при комнатной температуре.
  4. Сочетать решение в трубке A и B с 400 мкл MEM. Вымыть клетки с 1 мл сыворотки свободной среде DMEM дважды.
  5. Добавить смесь трансфекции 600 мкл в каждой скважине плиты 12-Ну и инкубировать клетки при 37 ° C инкубатор для 4 h. удалить носитель и мыть дважды с 1 мл DMEM.
  6. Добавьте 1 mL DMEM, содержащие 1 мкл Ac 4 Манназ (50 мм в ДМСО) в скважине и держать его в инкубаторе для 2 дней.
  7. Удалить носитель и мыть раз с 1 мл PBS. Добавьте 1 mL раствор трипсина-ЭДТА (0,25%) в каждой скважине 12-ну пластины и инкубировать при 37 ° C, до тех пор, пока клетки отдельный (~ 2 мин). Повторно культуры клеток в конфокальных блюдо на 1 × 10-5 клеток/хорошо в 1 мл DMEM для ночевки.
  8. Удалять среды и добавьте 1 mL свежих DMEM с 2 мкл DBCO-универсальные (50 мг/мл) в блюдо в течение 2 часов при 37 ° C. Конфокальная томография, вымыть клетки дважды с DMEM и добавить 1 мкл Rhod.-N 3 (10 мм) для 30 мин
  9. Для анализа внутриклеточного кальция, инкубации клеток со смесью 1 мкл кондицио-3 AM (10 мм), 10 мкл Пробенецид (250 мм) и 10 мкл загрузки буфера (плюрониевого ПАВ polyols,0.1% w/v)) в среде DMEM 1 мл за 30 мин в темноте.
  10. Мыть ячейки с сыворотка бесплатно DMEM и облучение светом NIR 808 нм в дозировке 0,8 Вт/см 2 для 20 минут (5 минут перерыв после освещения 5 мин).
  11. Запись изображений результаты на confocal микроскопа (лазерный источник: 561 Нм лазер; диапазон детектора: 610/75 Нм; линзы: 100 x 1.4 NA масло, время экспозиции: 100 мс). Добавьте 1 mL раствор трипсина-ЭДТА (0,25%) в каждой скважине и инкубировать при 37 ° C, до тех пор, пока клетки отдельный (~ 2 мин). Вновь приостановить клеток в 1 мл PBS для анализа потока цитометрии (FCM) (Ex: 561 Нм, Em: 582/15 Нм).

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

Результаты

Процесс схема синтеза ядро оболочка легированный лантаноиды универсальные показаны на рисунке 1 и на рисунке 2. Соответственно были собраны просвечивающей электронной микроскопии (ТЕА) и электронной микроскопии (HRTEM) изображений с высоким разрешением передачи ядро и ядро оболочка универсальные наноструктур (рис. 1). Лиганд свободной Универсальные готовятся путем удаления гидрофобные олеиновой кисло...

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

Обсуждение

Эта статья представил метод синтеза ядро оболочка легированный лантаноиды upconversion нанокристаллов (универсальные) и их модификации поверхности с функциональной постановление для сотовых приложений. Этот роман Наноматериал обладает выдающиеся оптические свойства, выделяющие УФ и видимый свет на НИР света возбуждения через несколько фотонных upconversion процесса. В этом протоколе, ядро оболочка универсальные наноструктур (NaYF4: Yb/Tm/Nd (30/0.5/1%)@NaYF4: Nd (20 %)) готовятся методом высокотемпе...

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

Раскрытие информации

У нас есть ничего не разглашать.

Благодарности

Эта работа была частично поддерживается НТУ-МТА-MUV ДН/16001, RG110/16 (S), (RG 11/13) и (RG 35/15) награжден в Nanyang технологический университет, Сингапур и национальные естественные науки фонд из Китая (NSFC) (№ 51628201).

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

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
1-октадеценСигма ОлдричO806
Олеиновая кислотатехнического сорта Сигма Олдрич364525Технический сорт
МетанолFisher ScientificA412Технический сорт
этанолFisher ScientificA405Технический сорт
ацетонFisher ScientificA18Технический сорт
HexaneSigmaAldrich H292Технический гидрат
ацетата тулия (III) (Tm(CH3CO2)3)SigmaAldrich36770299,9% микропримесей металлов на основе
неодима (III) ацетата (Nd(CH3CO2)3)Sigma Aldrich32580599,9% следов металлов
основа Гидрат ацетата иттербия (III) (Yb(CH3CO2)3)Sigma Aldrich32601199,9% микропримесей металлов на основе
ацетата иттрия (III) (Y(CH3CO2)3)Sigma Aldrich32604699,9% микропримесей металлов на основе
гидроксида натрия (NaOH)Sigma Реагент AldrichS5881
Фторид аммония марки (NH4F)Sigma Aldrich338869реактив ACS
Хлористый водород (HCl)Реагент Fisher ScientificA144
класс полиакриловой кислоты (PAA)Sigma Aldrich323667среднем Mw 1800
1-гидроксибензотриазола гидрат (HOBT)Sigma Aldrich54802Реагент ACS
1-этил-3-(3-диметиламинопропил)карбодиимида гидрохлорид (EDC)Sigma AldrichE7750коммерческий
дибензоциклооктин-амин (DBCO-NH2)Sigma Aldrich761540ACS реактив
N,N-диизопропилэтиламин (DIPEA)Sigma AldrichD125806реактив ACS
диметилсульфоксид (DMSO)Fisher ScientificBP231Технический класс
HEK293 клеточная линияATCCCRL-1573эмбриональная почка человека
Фетальная бычья сыворотка (FBS)Sigma AldrichF1051ACS реактив
Пенициллин-стрептомицинThermo Fisher1514012210 000 Ед/мл
плазмиды (pCAGGS-ChR2-Venus)Addgene15753Плазмида отправлена в виде бактерий в агаровый укол
Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM)Thermo Fisher11965092с высоким содержанием глюкозы
opti-Modified Eagle Medium (MEM)Thermo Fisher51985034с пониженным содержанием сывороточной среды
Липофектамин 3000 Реагент для трансфекцииThermo FisherL3000015липидной основе
N-азидоацетилманнозамин, ацетилированный (Ac4ManNAz)Sigma AldrichA7605ACS реактив
Трипсин-ЭДТА (0,25%)Thermo Fisher25200056Фенол красный
Rhod-3 AM Набор для визуализации кальцияThermo FisherR10145Флуоресцентный краситель
5-карбокситетрамилродамин-азид (Rhod-N<суб>3)Sigma Aldrich760757Azide-fluor 545
Confical dishibidi GmbH81158Стеклянное дно, 35 мм
Конические центрифужные пробирки 50 млGreiner Bio-One227261полипропилена
15 мл конические центрифужные пробиркиGreiner Bio-One188271полипропилена
1,5 мл конические микроцентрифужные пробиркиGreiner Bio-One616201полипропилен
фенилметилсиликоновое маслоClearco Products63148-52-7Менее 320 градусов Цельсия
Стеклянный термометрGH ZealL0111/10от -10 до 360 градусов Цельсия
12-луночная пластинаSigma AldrichZ707775полистиролом

Ссылки

  1. Wang, F., et al. Tuning upconversion through energy migration in core-shell nanoparticles. Nat Mater. 10 (12), 968-973 (2011).
  2. Liu, Y., et al. Amplified stimulated emission in upconversion nanoparticles for super-resolution nanoscopy. Nature. 543 (7644), 229-233 (2017).
  3. Fan, W., Bu, W., Shi, J. On The Latest Three-Stage Development of Nanomedicines based on Upconversion Nanoparticles. Adv Mater. 28 (24), 3987-4011 (2016).
  4. Zhu, X., et al. Temperature-feedback upconversion nanocomposite for accurate photothermal therapy at facile temperature. Nat Commun. 7, 10437-10446 (2016).
  5. Li, W., Wang, J., Ren, J., Qu, X. Near-infrared upconversion controls photocaged cell adhesion. J Am Chem Soc. 136 (6), 2248-2251 (2014).
  6. Min, Y., Li, J., Liu, F., Yeow, E. K., Xing, B. Near-infrared light-mediated photoactivation of a platinum antitumor prodrug and simultaneous cellular apoptosis imaging by upconversion-luminescent nanoparticles. Angew Chem Int Ed. 53 (4), 1012-1016 (2014).
  7. Yang, D., Ma, P., Hou, Z., Cheng, Z., Li, C., Lin, J. Current advances in lanthanide ion (Ln(3+))-based upconversion nanomaterials for drug delivery. Chem Soc Rev. 44 (6), 1416-1448 (2015).
  8. Wang, C., Cheng, L., Liu, Z. Upconversion nanoparticles for photodynamic therapy and other cancer therapeutics. Theranostics. 3 (5), 317-330 (2013).
  9. Li, L. L., et al. Biomimetic surface engineering of lanthanide-doped upconversion nanoparticles as versatile bioprobes. Angew Chem Int Ed. 51 (25), 6121-6125 (2012).
  10. Wang, J., Ming, T., Jin, Z., Wang, J., Sun, L. D., Yan, C. H. Photon energy upconversion through thermal radiation with the power efficiency reaching 16%. Nat Commun. 5, 5669-5678 (2014).
  11. Zou, W., Visser, C., Maduro, J. A., Pshenichnikov, M. S., Hummelen, J. C. Broadband dye-sensitized upconversion of near-infrared light. Nat Photonics. 6 (8), 560-564 (2012).
  12. Liu, Y., Tu, D., Zhu, H., Li, R., Luo, W., Chen, X. A strategy to achieve efficient dual-mode luminescence of Eu(3+) in lanthanides doped multifunctional NaGdF(4) nanocrystals. Adv Mater. 22 (30), 3266-3271 (2010).
  13. Min, Y., Li, J., Liu, F., Padmanabhan, P., Yeow, E. K., Xing, B. Recent Advance of Biological Molecular Imaging Based on Lanthanide-Doped Upconversion-Luminescent Nanomaterials. Nanomaterials. 4 (1), 129-154 (2014).
  14. Li, X., Zhang, F., Zhao, D. Lab on upconversion nanoparticles: optical properties and applications engineering via designed nanostructure. Chem Soc Rev. 44 (6), 1346-1378 (2015).
  15. Gu, Z., Yan, L., Tian, G., Li, S., Chai, Z., Zhao, Y. Recent advances in design and fabrication of upconversion nanoparticles and their safe theranostic applications. Adv Mater. 25 (28), 3758-3779 (2013).
  16. Dong, H., Sun, L. D., Yan, C. H. Energy transfer in lanthanide upconversion studies for extended optical applications. Chem Soc Rev. 44 (6), 1608-1634 (2015).
  17. Ai, X., et al. In vivo covalent cross-linking of photon-converted rare-earth nanostructures for tumour localization and theranostics. Nat Commun. 7, 10432-10440 (2016).
  18. Lu, S., et al. Multifunctional Nano-Bioprobes Based on Rattle-Structured Upconverting Luminescent Nanoparticles. Angew Chem Int Ed. 54 (27), 7915-7919 (2015).
  19. Bogdan, N., Vetrone, F., Ozin, G. A., Capobianco, J. A. Synthesis of ligand-free colloidally stable water dispersible brightly luminescent lanthanide-doped upconverting nanoparticles. Nano Lett. 11 (2), 835-840 (2011).
  20. Zheng, W., Huang, P., Tu, D., Ma, E., Zhu, H., Chen, X. Lanthanide-doped upconversion nano-bioprobes: electronic structures, optical properties, and biodetection. Chem Soc Rev. 44 (6), 1379-1415 (2015).
  21. Chen, X., Peng, D., Ju, Q., Wang, F. Photon upconversion in core-shell nanoparticles. Chem Soc Rev. 44 (6), 1318-1330 (2015).
  22. Wang, F., Deng, R., Liu, X. Preparation of core-shell NaGdF4 nanoparticles doped with luminescent lanthanide ions to be used as upconversion-based probes. Nat Protoc. 9 (7), 1634-1644 (2014).
  23. Chen, G., Agren, H., Ohulchanskyy, T. Y., Prasad, P. N. Light upconverting core-shell nanostructures: nanophotonic control for emerging applications. Chem Soc Rev. 44 (6), 1680-1713 (2015).
  24. Yang, Y., et al. In vitro and in vivo uncaging and bioluminescence imaging by using photocaged upconversion nanoparticles. Angew Chem Int Ed. 51 (13), 3125-3129 (2012).
  25. Sedlmeier, A., Gorris, H. H. Surface modification and characterization of photon-upconverting nanoparticles for bioanalytical applications. Chem Soc Rev. 44 (6), 1526-1560 (2015).
  26. Hu, M., et al. Near infrared light-mediated photoactivation of cytotoxic Re(I) complexes by using lanthanide-doped upconversion nanoparticles. Dalton Trans. 45 (36), 14101-14108 (2016).
  27. Nagel, G., et al. Channelrhodopsin-2, a directly light-gated cation-selective membrane channel. Proc Natl Acad Sci USA. 100 (24), 13940-13945 (2003).
  28. Ai, X., et al. Remote Regulation of Membrane Channel Activity by Site-Specific Localization of Lanthanide-Doped Upconversion Nanocrystals. Angew Chem Int Ed. 56 (11), 3031-3035 (2017).
  29. Xie, R., et al. In vivo metabolic labeling of sialoglycans in the mouse brain by using a liposome-assisted bioorthogonal reporter strategy. Proc Natl Acad Sci USA. 113 (19), 5173-5178 (2016).
  30. Bansal, A., Zhang, Y. Photocontrolled nanoparticle delivery systems for biomedical applications. Acc Chem Res. 47 (10), 3052-3060 (2014).
  31. Yang, Y., Aw, J., Xing, B. Nanostructures for NIR light-controlled therapies. Nanoscale. 9 (11), 3698-3718 (2017).
  32. Ai, X., Mu, J., Xing, B. Recent Advances of Light-Mediated Theranostics. Theranostics. 6 (13), 2439-2457 (2016).

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

Перепечатки и разрешения

Теги

Синтез нанокристаллов со структурой ядро-оболочкавысокотемпературное совместное осаждениебиосовместимая модификация поверхностифункционализация полиакриловой кислотойконъюгация лигандов DBCOактивация ближним инфракрасным излучениемрегуляция притока ионов кальцияконфокальная микроскопияанализ методом проточной цитометрии
Синтез ядро оболочка легированный лантаноиды Upconversion нанокристаллов для сотовых приложений
Связаться с нами
Порекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия использования

Политики

© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.