Синтез монодисперсных цилиндрических наночастиц с помощью кристаллизации управляемой самосборки биоразлагаемых блоков copolymers

Наш протокол фокусируется как на кольцевой, так и на полимеризации RAFT для производства блочных кополимерных цилиндров контролируемой длины с использованием живой кристаллизации самосвестью. Сочетание полимеризации кольца и RAFT позволяет создавать полимеры как с полукристаллическими, так и с функциональными областями. Это открывает поле CDSA для других потенциальных приложений.

Успех протокола решает вокруг сухости стартовых реагентов. Убедитесь, что система никогда не соего контакта с атмосферой, как только процедура сушки началась. Метод требует знаний в чувствительных к воздуху методах химии.

Мы считаем, что введение такой практики в видеоформу даст исследователям свободу беспрепятственно внедрять новые идеи из-за отсутствия практического опыта. Для начала перенесите всю стеклянную посуду и перемешайте решетки, высушенные в духовке 150 градусов по Цельсию на ночь, на скамейку. Зажимать двух-образный 250-миллилитровый круглый нижний колбу, оснащенную баром для перемешивания, на подставке над пластиной для перемешивания и закрепнить герметичное нажатие на маленькую шею.

Добавьте в колбу 100 миллилитров эпсилон-капролактона. Соедините колбу с круглым дном к линии азота через кран на одной шее. При постоянном потоке азота при трех пси добавьте один грамм гидрида кальция в колбу через первичную шею.

Fit второй шеи со стеклянной пробкой, и перемешать на ночь при комнатной температуре под азотной атмосфере. Атака колбу на линии Шленк, и открыть для устойчивого потока азота. Соберите вакуумное дистилляционное оборудование на двух стендах, зажимая эпсилон-капролактон круглой нижней колбы на один стенд, а другой круглый нижний колбу на другой стенд.

Поддерживайте устойчивый поток азота через систему, чтобы предотвратить проникновение воды в систему. Вставьте термометр в еще голову, и печать на месте. Прикрепите адаптер к линии Шленка.

Выключите поток азота и откройте систему для вакуума через это новое соединение с линией Шленка. Нагрейте эпсилон-капролактон в 60-80-градусной нагревательной мантии, собирая первые пять миллилитров в небольших колбы круглого дна, а остальные в двух-образной колбе с круглым дном. Поместите колбы в жидкий азот, чтобы эффективно конденсировать капролактон.

Чтобы ускорить процесс, оберните дистилляционное оборудование в вату и фольгу. Прикрепите линию Шленка к колбе с двумя шеями с круглым дном. Поверните линию в вакуум в течение 120 секунд и азота в течение 10 секунд, в общей сложности три раза, чтобы очистить линию.

Откройте линию и систему для азота. Затем добавьте один грамм гидрида кальция в колбу сбора, прилегаемую к пробке, и перемешайте под азотной атмосферой на ночь. Между тем, избавиться от избыточного гидрида кальция путем dropwise добавление 10 миллилитров изопропанола, а затем пять миллилитров метанола.

Как только восходящей прекращается, добавить избыток воды. Промыть дистилляционное оборудование ацетоном и поместить в духовку на ночь. Утром повторите вакуумную дистилляцию снова, не добавляя гидрид кальция к мономеру после завершения.

Затем откройте колбу для азота, чтобы начать передачу капролактона, через канюлю, в ампулу. Перенесите ампулу в бардачок. В бардачке подготовьте фондовые растворы.

В три отдельных флакона добавьте 0,011 грамма гидроксилового цепного средства передачи, в качестве инициатора, 0,01 грамма дифенилфосфата в качестве катализатора и 0,25 грамма сушеного мономера, капролактона. Добавьте 0,5 миллилитров толуола к каждому из флаконов инициатора и катализатора и осторожно агитйте до тех пор, пока реагенты не растворятся. Затем смешайте инициатора и дифенил фосфатных фондовых растворов в один флакон, и добавить перемешать бар.

Зафиксировать флакон на мешалки, настроить скорость до умеренного перемешивания, и добавить раствор мономера в инициатор-катализатор флакон. Fit флакон с крышкой, и перемешать в течение восьми часов при комнатной температуре. Затем снимите флакон из бардачка, и сразу же использовать пастер пипетку, чтобы добавить смесь, dropwise, в избыток холодного диэтил эфира, чтобы осадки.

Через воронку Бухнера, фильтровать белый твердый, сухой в атмосфере окружающей среды, и растворить его в один миллилитр тетрагидрофуран. Осадок в диэтил эфире в два раза больше, и сухой тщательно. Сначала приготовьте несколько основных глиноземных пробок в трехми миллилитровых шприцах.

Фильтр диоксана и ММА в отдельные флаконы для удаления стабилизаторов. Взвесьте 0,5 грамма ранее синтезированного ПХЛ, 0,424 грамма ММА, измерьте два миллилитра диоксана во флакон и дайте раствориться. Подготовь чистый раствор бульона AIBN в 10 миллиграммов на миллилитр и пипетки 139 микролитров в реакционной смеси.

Перенесите смесь в ампулу, оснащенную баром для перемешивания, и запечатайте. Затем прикрепите ампулу к линии Шленка и поместите в жидкий азот. После того, как раствор заморожен, ввести ампулу в вакуум, пока вакуумный датчик читает не более одного раза 10 до отрицательного один миллибар.

Закройте ампулу и дайте полностью разморозиться. Повторите этот цикл замораживания-насоса-оттепели два дополнительных раза. По завершении последнего цикла, backfill ампулы с азотом, и поместите его в разогретую масляную ванну при 65 градусов по Цельсию в течение четырех часов.

Чтобы контролировать конверсию, получить ампулу из масляной ванны, переключить крышку для супер уплотнения под поток азота, извлечь две капли, смешать с 600 микролитров дейтетерированного хлороформа во флаконе, и передачи в трубку ЯМР. Перенесите образец на автоамплеер прибора ЯМР для запуска протонного спектра. Заменить крышку в то время как под устойчивый поток азота, и место обратно в масляную ванну.

Теперь поместите ампулу, которая была нагрета в масляной ванне, в жидкий азот до заморозки, а затем в дымовой капот, откройте ампулу воздуху, чтобы утолить полимеризацию в течение одной минуты. Далее, dropwise добавить смесь в огромный избыток холодного диэтил эфира для осадков. Изолировать при фильтрации Buchner, и сухой.

Растворите полимер и тетрагидрофуран и выспустите в два раза больше. Тщательно высушите полимер для протонной спектроскопии и анализа SEC. Повторите эту процедуру с 0,5 граммами генерируемой PCL-PMMA, 1,406 граммами DMA, двумя миллилитров диоксана и 111 микролитров по десять миллиграммов на миллилитр AIBN и диоксан.

Нагрейте полимеризацию при температуре 70 градусов по Цельсию в течение одного часа и трижды осаждает реакционной смеси в холодном диэтил эфире. Поместите пять миллиграммов сгенерированного триблокового кополита во флакон и добавьте один миллилитр этанола. Печать флакона с крышкой и парафильмом.

Нагрейте при температуре 70 градусов по Цельсию и нагревательной мантии в течение трех часов. После этого возьмите флакон, чтобы медленно остыть до комнатной температуры. Оставьте раствор стареть при комнатной температуре в течение двух недель.

Раствор становится облачным и образует отдельный слой внизу при полной сборке. Разбавить дисперсию до одного миллиграмма на миллилитр этанолом в звуково-доказательной трубке. Поместите трубку в ледяную ванну.

Вставьте кончик звукового зонда в среднюю область дисперсии. Sonicate раствор в течение 15 циклов по две минуты при наименьшей интенсивности, что позволяет остыть в течение 15 минут между циклами. Возьмите алицит sonicated дисперсии семян и разбавить до 0,18 миллиграмма на миллилитр с этанолом в трубке.

Затем приготовьте раствор унимера и тетрагидрофурана к концентрации 25 миллиграммов на миллилитр. Добавьте 32,8 микролитров раствора унимера в разбавленную дисперсию семян и аккуратно встряхните, чтобы обеспечить полный растворение. Оставьте дисперсию до возраста в течение трех дней с крышкой слегка приоткрытой, так что тетрагидрофуран может испаряться.

Это позволит производить 90 нанометров, начиная семена до 500 нанометров цилиндров. Кольцевая полимеризация эпсилон-капролактона привела к степени полимеризации 50, определяемой спектром протонной ЯМР с резонансами этиловых протонов конечной группы на уровне 3,36 PPM, и альфа-протонов конца цепи на 4,08 PPM. След GPC показывает типичное молекулярное распределение веса с одним пиком, имея значение дисперсии 1.07 и средний молекулярный вес номера 10, 800 граммов в моль.

Для сравнения, полимеризация, которая реагировала в течение 12 часов, давала высокий молекулярный вес плеча в 15 500 граммов на родинку. Использование реагентов неправильно высушенных дали продукт смеси с низким молекулярным весом хвоста. Последовательные полимеризации RAFT достигли степени полимеризации 10 для блока PMMA с одномодальным пиком в следе GPC.

Однако, когда намеренно принимаются слишком высокие преобразования более чем на 70 процентов, расширение молекулярного веса и высокий молекулярный вес плечо наблюдалось. Степень полимеризации последнего блока PDMA составила 200, по сравнению с PL конечной цепи эфирных протонов на 4,08 PPM и DMA боковой цепи метиловых протонов на 2,93 PPM. След GPC был узким и унимодальным.

При повторении расширения цепи с использованием нечистого ПХЛ-ПММА появилось плечо с низким молекулярным весом. Не забудьте не принимать ваше время на высыхание системы, так как любое присутствие воды может привести к полимеризации капролактон на провал. Убедитесь, что все сухо.

Буферная область между ядром и короной цилиндра могла бы позволить стабилизировать другие конструкции CDSA в воде, открыв новые возможности для исследований и сотрудничества.