Facile Синтез червеобразных мицелл с помощью видимого света опосредованного дисперсионной полимеризации с использованием Photoredox Catalyst

Общая цель данного протокола заключается в демонстрации легкого синтеза червеобразных мицелл с использованием полимеризации, опосредованной видимым светом. Этот метод включает в себя получение полимерных наночастиц, которые могут быть использованы для целого ряда применений, таких как наномедицина. Применение этого метода распространяется и на область доставки лекарств, поскольку в ряде исследований было показано, что червеобразные наночастицы, загруженные лекарствами, увеличивают поглощение клетками.

Чтобы начать эту процедуру, добавьте соответствующие реагенты, как указано в текстовом протоколе, магнитную мешалку и 50 миллилитров ацетона нитрила в 100 миллилитровую круглодонную колбу. Запечатайте колбу резиновой перегородкой соответствующего размера и стальной проволокой. Затем охладите колбу до менее чем четырех градусов Цельсия на водяной бане с ледяной водой.

После этого окислите колбу в течение тридцати минут, добавляя азот непосредственно в реакционную смесь через иглу 21 калибра, при этом вторая игла 21 калибра действует как вентиляционное отверстие. Поместите колбу на масляную баню при температуре 70 градусов Цельсия на пять с половиной часов. После завершения реакции погасите полимеризацию, погрузив колбу непосредственно в ледяную водяную баню и подставив содержимое на воздух.

Далее удалите ацетоновый нитрил путем перемешивания под непрерывной струей сжатого воздуха. Затем повторно растворите сырую смесь примерно в 40 миллилитрах тетрагидрофурана или ТГФ. Теперь добавьте содержимое колбы по каплям в 400 миллилитров быстро перемешанной смеси уайт-спирита и диэтилового эфира и продолжайте помешивать, пока надосадочная жидкость не перестанет мутнеть.

После того, как осаждение завершится, сцедите надосадочную жидкость и повторно растворите остатки полимера примерно в 40 миллилитрах ТГФ. Повторите процесс осаждения еще не менее двух раз, чтобы обеспечить полное удаление остаточного мономера. Затем удаляют излишки растворителя из очищенного гомополимера путем перемешивания под непрерывной струей сжатого воздуха с последующей сушкой в вакуумной печи в течение четырех часов.

На этом этапе определите числовую среднюю молекулярную массу гомополимера методом спектроскопии ядерного магнитного резонанса, используя ранее описанный метод. С помощью гель-проникающей хромотографии рассчитать дисперсность полимера. Если молекулярная масса синтезированного гомополимера отклоняется от представленной здесь молекулярной массы 9000, то на следующем этапе все еще возможно получить гель для червей.

Однако время реакции будет варьироваться. На этом этапе приготовьте один миллиграмм на миллилитр стокового раствора катализатора Photo Redux на основе рутения в этаноле. Храните исходный раствор в холодильнике, чтобы свести к минимуму испарения растворителя.

Затем заткните пастерную пипетку небольшим комком ваты с помощью второй пипетки, чтобы плотно упаковать ее. Насыпьте в пипетку основной оксид алюминия так, чтобы получилась высота примерно пять сантиметров. Затем удалите ингибитор монометилового эфира гидрохинона в BzMA, пропустив примерно три миллилитра через пипетку и собрав деингибированный BzMA.

Добавьте деингибированный BzMA, гомополимер, исходный раствор рутения, ацетон-нитрил, этанол и магнитную мешалку в четырехмиллилитровую стеклянную жидкость. Затем выполните процедуру деоксигенации, как описано выше. После этого поместите мерзость в стеклянный стакан объемом 2000 миллилитров, облицованный синими светодиодными лентами, и облучите при комнатной температуре с помощью магнитного помешивания.

Через двадцать часов регулярно контролируйте реакцию мерзости и удаляйте ее из реактора, когда высоковязкий раствор образует отдельно стоящий гель, когда мерзость инвертируется. Таким образом, если конфигурация вашего реактора отличается от представленной здесь, гелеобразование, указывающее на образование червеобразных мицелл, все равно будет наблюдаться, но в другое время реакции. И это действительно будет зависеть от скорости полимеризации вашего реактора.

После удаления мерзости из реактора погасите полимеризацию, подвергнув гель наночастицам воздействию воздуха в течение нескольких минут. Храните закрытый флакон в вертикальном положении в темноте. Для получения изображений ПЭМ поместите примерно 40 миллиграммов необработанного геля с наночастицами в стеклянный флакон объемом четыре миллилитра.

Непрерывно перемешивайте гель с наночастицами с помощью вихревого миксера и добавляйте четыре миллилитра этанола по каплям в течение не менее пяти минут. Удалите все макроскопические агрегаты из разбавленного образца наночастиц путем фильтрации через стекловату. Наконец, проводят ПЭМ-визуализацию разбавленного образца наночастиц в соответствии с ранее описанной методикой.

В данном исследовании используется двухэтапный протокол полимеризации для синтеза червеобразных мицелл с использованием подхода PISA. В процессе полимеризации первоначально прозрачная реакционная смесь мутнеет в соответствии с дисперсионной полимеризацией и в конечном итоге переходит в высоковязкое гелеобразное состояние, что свидетельствует об образовании червеобразных мицелл. Признаки живой полимеризации очевидны при низких дисперсиях полимеров и хорошей корреляции между молекулярной массой и момомерной конверсией.

Кроме того, следы проникающей хроматографии геля указывают на преимущественно одномодальное распределение с различной конверсией, хотя в этой системе наблюдается некоторое высокомолекулярное окончание и низкомолекулярное хвостовое покрытие. Формирование червеобразной мицеллы также достижимо при различных условиях реакции, таких как различные типы флаконов и композиции реагентов, а также при прерывистом применении источника света. Это означает, что, несмотря на сильное влияние проникновения света на скорость полимеризации в большинстве систем фотополимеризации, поведение гелеобразования в этом протоколе все же может быть использовано в качестве надежного индикатора образования червеобразных мицелл.

После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее понимание того, как генерировать наночастицы программируемой формы, способные самоорганизовываться в гель.