Síntese e Caracterização de Supramoleculares Colloids

Resumo

Um protocolo para a síntese e caracterização de colóides revestidos com porções supramoleculares é descrito. Esses colóides supramoleculares sofrem automontagem após a ativação das ligações de hidrogênio entre as moléculas ancoradas na superfície pela luz UV.

Resumo

O controle sobre a montagem coloidal é de extrema importância para o desenvolvimento de materiais coloidais funcionais com propriedades estruturais e mecânicas personalizadas para aplicações em fotônica, administração de medicamentos e tecnologia de revestimento. Aqui apresentamos uma nova família de blocos de construção coloidais, colóides supramoleculares denominados, cuja automontagem é controlada por meio da funcionalização da superfície com uma porção supramolecular derivada de benzeno-1,3,5-tricarboxamida (BTA). Esses BTAs interagem por meio de ligações de hidrogênio direcionais, fortes, mas reversíveis, com outros BTAs idênticos. Aqui, é apresentado um protocolo que descreve como acoplar esses BTAs a colóides e como quantificar o número de sítios de acoplamento, o que determina a multivalência dos coloides supramoleculares. As medições de espalhamento de luz mostram que o índice de refração dos colóides é quase compatível com o do solvente, o que reduz fortemente as forças de van der Waals entre os colóides. Antes da fotoativação, os colóides permanecem bem dispersos, pois os BTAs são equipados com um grupo fotolábil que bloqueia a formação de ligações de hidrogênio. A desproteção controlada com luz UV ativa as ligações de hidrogênio de curto alcance entre os BTAs, o que desencadeia a automontagem coloidal. A evolução do estado disperso para o estado agrupado é monitorada por microscopia confocal. Esses resultados são quantificados por análise de imagem com rotinas simples usando ImageJ e Matlab. Essa fusão de química supramolecular e ciência coloidal oferece uma rota direta para a montagem coloidal responsiva à luz e termo-responsiva codificada na monocamada enxertada na superfície.

Introdução

Materiais coloidais Mesostructured encontrar ampla aplicação em ciência e tecnologia, como sistemas modelo para estudos fundamentais sobre materiais atômicos e moleculares ^1,2, como materiais fotônicos ^3,4, como sistemas de entrega de drogas ^5,6, como revestimentos ⁷ e em litografia para padronização de superfície ^8,9. Desde colóides liof�ica são materiais metaestáveis ​​que eventualmente se agregam irreversivelmente devido às onipresente de van der Waals, sua manipulação em estruturas-alvo específicos é notoriamente difícil. Numerosas estratégias têm sido desenvolvidas para controlar a auto-montagem coloidal i....

Protocolo

1. Síntese de núcleo-invólucro partículas de sílica

Nota: as partículas de sílica são sintetizados de acordo com o procedimento seguinte, que é baseado no método de Stöber ^24,25.

1. Síntese de sementes de sílica fluorescentes
   1. Dissolve-se 105 mg (0,27 mmol) de isotiocianato de fluoresceína em 5 ml de etanol.
   2. Adicionar 100 ul de (3-aminopropil) trietoxissilano (APTES, 0,43 mmol) à solução anterior.
   3. Sonicar a solução durante 5 min e deixá-lo reagir durante a noite sob uma atmosfera de árgon à temperatura ambiente enquanto se agitava. O complexo APTES funcionali....

Resultados

Dado que o processo de dois passos utilizados para sintetizar os colóides supramoleculares (Figura 1A), acopla a BTA- derivados (Figura 1B) em uma segunda etapa, à temperatura ambiente e em condições de reacção suaves, a sua estabilidade é assegurada.

Figura 1. Esquema da síntese de colóides supramoleculares. A)

Discussão

Quando ciclo-hexano, com um índice de refracção de 1,426, é utilizado como um solvente para dispersar os BTA-colóides, interacções de van der Waals são muito fracos, uma vez que os índices de refracção dos colóides e solvente são quase as mesmas. Note-se que a concentração de colóides funcionalizados usados ​​para as experiências de SLS em ciclo-hexano é muito mais elevado em comparação com os colóides de sílica descalços em água. Isto é necessário para se obter uma dispersão suficientemente forte devido ao baixo contra.......

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
APTES	Sigma-Aldrich
FTIC	Sigma-Aldrich
TEOS	Sigma-Aldrich
LUDOX AS-40	Sigma-Aldrich		Partículas de sílica de 13 nm de raio
MilliQ	---	---	18.2 MΩ · cm em 25 &graus; C
Etanol	SolvaChrom		---
Amônia (25% em água)	Sigma-Aldrich		---
Clorofórmio	SolvaCromo		---
Ciclohexano	Sigma-Aldrich		---
Dimetilformamida (DMF)	Sigma-Aldrich		---
Álcool estearílico	Sigma-Aldrich		---
N,N-Diisopropiletilamina (DIPEA)	Sigma-Aldrich		---
Benzotriazol-1-il-oxitripirrolidinofosfônio hexafluorofosfato (PyBOP)	Sigma-Aldrich		---
Succinimidil 3-(2-piridilditio)propionato (SPDP)	Sigma-Aldrich		---
Ditiotreitol (DTT)	Sigma-Aldrich		---
NVOC-C11-OH	Sintetizado	---	I. de Feijter, 2014 Materiais responsivos de construções supramoleculares adaptativas, Tese de doutorado, Universidade Técnica de Eindhoven, Holanda
BTA	Sintetizado	---	I. de Feijter, 2014 Materiais responsivos de construções supramoleculares adaptativas, Tese de doutorado, Universidade Técnica de Eindhoven, Holanda
Centrífuga	Thermo Scientific		Heraeus Megafuge 1.0
Banho de ultrassom	VWR		Limpador ultrassônico
Bombas peristálticas	Aparelho Harvard Bomba		seringa PHD Ultra
Forno UV	Luzchem		LZC-a V Reator UV equipado com lâmpadas UVA 8x8 (λ max=354  nm)
Placa de aquecimento do agitador	Heidolph		MR-Hei Standard
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Light Scattering	ALV		CGS-3 MD-4 sistema de goniômetro compacto, equipado com um correlacionador digital em tempo real Multiple Tau (ALV-7004) e um laser de estado sólido (λ=532 nm, 40 mW)
Espectrofotômetro UV-Vis	Espectrofotômetro Thermo Scientific		NanoDrop 1000
Microscópio confocal	Nikon		Ti Eclipse com laser de argônio com λ excitação=488  nm
Espaçadores de lâminas	Sigma-Aldrich		Grace BioLabs Espaçador de imagem de vedação segura (1 poço, diâmetro e espessura; 13 mm e 0,12 mm)
Seringas	BD Plastipak		Seringa de 20 ml
Tubo de plástico	SCI	BB31695-PE/5	Tubo micromédico esterilizável a gás de óxido de etileno
Misturador de vórtice pulsante	VWR		Elétrica: 120  V, 50/60  Hz, 150  Faixa de Velocidade W: 500– 3.000 rpm

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