Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Engineering
Click here for the English version

Engineering

ניתוח ההלחנה מתקדם של מרוכבים Nanoparticle-פולימר באמצעות דימות פלואורסצנטי ישיר

Published: July 19, 2016 doi: 10.3791/54178
Automatic Translation
*1, *2,3, *3, 3, 1, 1, 3
1Department of Chemistry, Imperial College London, 2Department of Medical Physics and Biomedical Engineering, University College London, 3Department of Chemistry, University College London
* These authors contributed equally

Introduction

היישום של ננו שמש עוד שטח של הגדלת ריבית עבור טכנולוגיות חדישות. 1-3 זו כוללת את השימוש הגובר של חלקיקי פריטים יומיומיים, כוללים קוסמטיקה, בגדים, אריזות ומוצרי אלקטרוניקה. 4-6 צירופים חשובים לקראת באמצעות חלקיקים ב חומרים תפקודיים נובע ביחס תגובתיות הגבוהה שלהם לחומרים, בנוסף ליכולת נכסי מנגינה על ידי וריאצית גודל חלקיקים. 7 יתרון נוסף אחד הוא היכולת ליצור חומרים מרוכבים בקלות, מציג תכונות חיוניות המטריצה ​​המארחת, כגון פונקציונלי קטליטי, מהתחזקות מהותית והשלמות מאפיינים חשמליים. 8-12

חומרים מרוכבים Nanoparticle-פולימר יכולים להיות מושגים באמצעות מגוון של טכניקות, הפשוט מהם הוא שילוב ישיר של החלקיקים הרצויים במהלך הייצור של מטריקס המארח. 13,14 זה results בחומר הומוגני עם ריווח אפילו של חומר nanoparticulate לאורך כל הדרך. עם זאת, יישומים רבים דורשים רק את החומר הפעיל יהיה נוכח הממשקים החיצוניים של nanocomposites. כתוצאה מכך, שילוב ישיר אינו מביא לניצול היעיל של חומר ננו-חלקיקים יקרים לפעמים יש פסולת ננו-חלקיקים הרבה דרך עיקר החומר. 15,16 כדי להשיג שילוב ישיר, החלקיקים חייבים גם להיות תואמים עם היווצרות מטריקס מארח. זה עשוי להיות מאתגר, במיוחד סינתזות הדורשות תגובות רבות כגון במקרה של פולימרים תרמוסטית כי הם הקלו בדרך כלל על ידי מנגנוני זרזים מורכבים מתכת העשויים להיות מושפע על ידי חלקיקי ננו פעילים מאוד. 14

החסרונות הניכרים הקשורים התאגדות nanoparticle ישירה במהלך סינתזת הפולימר, הובילו לפיתוח של טכניקות שנועד להגביל incorporati ננו-חלקיקיםשכבה על גבי המשטח. 17-21 אנקפסולציה יופי היא אחת האסטרטגיות המוצלחות ביותר ממדווח בספרות, כדי להגיע לריכוזי nanoparticle משטח גבוהים, עם בזבוז מוגבל בכמויות הגדולות הפולימר. 17-19 הטכניקה מנצלת את הנפיחות מונע ממס של פולימר מטריצות, המאפשרות החדיר מיני חלקיקים מולקולריים. עם הסרת ממס נפיחות, המין בתוך המטריצה ​​מתקבעים למקומו, עם הריכוז הגבוה ביותר של מינים מקומיים על פני השטח. נכון להיום, רוב השימושים המדווחים של אנקפסולציה להתנפח מכוונים ייצור של פולימרים מיקרוביאלית, איפה זה המפתח כי סוכנים פעילים נמצאים על פני החומר. בעוד רבים של דוחות אלו מציגים פעילות מיקרוביאלית משופרת, רכב nanoparticle המשטח המדויק נחקר לעתים רחוקות בפירוט. קריק et al. מפגין שיטה לאחרונה עבור להדמיה הישירה של פלישת ננו-חלקיקים, מתן Insi המכריעght לתוך קינטיקה והריכוז nanoparticle משטח המושג על ידי אנקפסולציה להתנפח. 22

עבודה זו מפרטת את הסינתזה של נקודות קוונטיות selenide קדמיום (QD), אנקפסולציה להתנפח שלהם לתוך polydimethylsiloxane (PDMS) ואת להדמיה ישירה ההתאגדות שלהם באמצעות דימות פלואורסצנטי. השפעת משתנה עם זמן אנקפסולציה להתנפח וריכוז ננו-חלקיקים בתמיסת הנפיחות היא חקר. הטכניקה ויזואליזציה הקרינה מאפשרת הדמיה הישירה של פלישת ננו-חלקיקים לתוך PDMS ומדגימה כי הריכוז הגבוה ביותר של QDs הוא על פני החומר.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. הכנת CdSe / ZnS Core / Shell Quantum Dots

  1. הכנת trioctylphosphine (TOP) פתרון -Se
    1. הכן 0.5 M פתרון הסלניום TOP ידי ערבוב את הכמות המתאימה של Se לתוך TOP בבקבוק Schlenk תחת חנקן או שבתא הכפפות (8 מ"ל נדרש לכל תגובה, בדרך כלל 0.4 גרם מומס ב 10 מ"ל של TOP).
    2. מערבבים את התערובת לפזר את Se עבור שעה 1, וכתוצאה מכך פתרון אפור של המתחם TOP-Se.
    3. ודא אז הפתרון הוא להקפיא שאיבת הפשרת degassed 5 פעמים. פתרון המניות וכתוצאה מכך יכול להיות מאוחסן תחת חנקן במשך 3 חודשים.
  2. הכנת ליבות CdSe
    1. תשקול תחמוצת קדמיום (51 מ"ג, 0.4 מילימול), תחמוצת TOP (3.7 גרם, 9.6 מילימול), hexadecylamine (1.93 גר ', 8 מילימול) וחומצת 1-dodecylphosphonic (0.22 גר', 0.88 מילימול) ולשלב לתוך צוואר שלושה, 250 בקבוק תחתי עגול מיליליטר. הוספת בר ומערבב.
    2. שני צווארים הדוקים עם septa ולהבטיחהשלישי מחוברת קבל ריפלוקס ארוך קו Schlenk חנקן / ואקום. הכנס בדיקת טמפרטורת מעטפת חימום באמצעות מחצה אחד ישירות לתוך התערובת. משאבה / למלא את הבקבוק עם חנקן חמש פעמים.
    3. מחממים את הבקבוק עד 320 מעלות צלזיוס ומערבבים להמיס עבור שעה 1 תחת חנקן אווירה.
    4. מנמיכים את הטמפרטורה של האח עד 270 מעלות צלזיוס ולאחר מכן להשתמש במזרק גדול מחט נשא רחב (20 מ"ל, 3 נשא מ"מ) כדי דגה עם חנקן 5 פעמים.
    5. קח את 8 מ"ל של הפתרון TOP-Se (שלב 1.1) ולהזריק בזהירות אך במהירות לתוך הבקבוק שלושה הצוואר, דרך מחצה.
    6. מערבבים את התגובה ב 270 מעלות צלזיוס למשך 30 שניות ו -10 דקות כדי לשלוט על גודל של חלקיקים המיוצרים. עבור פליטת אדום (~ 600 ננומטר), דק 7-9 מתאים.
    7. הכינו קערת מים רותחים (גדול מספיק כדי להטביע מחצית כלי התגובה) ומניחים ליד תערובת התגובה. לאחר זמן התגובה הושלם, לקרר את התגובה במהירות boiling מים עם מתערבל.
      זהירות: קירור יכול לגרום הבקבוק לפצח. להקדיש תשומת לב רבה וללבוש כפפות עבות אטומות.
    8. לאחר מגניב, להזריק 10 מ"ל של כלורופורם לתוך הבקבוק כדי לפזר את כל המוצרים, ולחלק את התערובת בין שני צינורות 50 מ"ל צנטריפוגות.
    9. למעלה למעלה כל צינור עד 50 מיליליטר עם EtOH צנטריפוגות ב 3,600 × גרם במשך 10 דקות כדי לזרז את החלקיקים. בטל supernatant מחדש לפזר את הכדורים ב סך של 10 מיליליטר של הקסאן n.
  3. ZnS הפגזת Core CdSe:
    1. מוסיפים את ליבות בהקסן על 100 מ"ל עגול התחתונה diethyldithiocarbamate אבץ המכיל הבקבוק (0.5 גרם, 1.4 מילימול), oleylamine (3 מ"ל, 9.12 מילימול), trioctylphosphine (3 מ"ל, 6.73 מילימול) ו 1-octadecene (10 מ"ל). הוספת בר ומערבב. להחליף את אווירת תגובת החנקן.
    2. מחממים את התגובה על בוחש-פלטה חשמלית ב 3.3 ° C / min תחת ואקום חלקית עד 70 ° C, ולהסיר את הקסאן באמצעות שורת Schlenk. החלף את האווירה לחנקן ולהמשיך חימום בקצב הזה ל -120 מעלות צלזיוס. מערבבים ב 120 מעלות צלזיוס למשך 2 שעות.
    3. אפשר התגובה להתקרר, ולפצל את התערובת בין 2 × 50 מבחנות צנטריפוגה מ"ל. ודא הצינורות הם עקף עד 50 מ"ל עם EtOH כדי לזרז את חלקיקי צנטריפוגות ב g 3,600 × במשך 10 דקות.
    4. בטל supernatant מחדש לפזר את הכדורים ב סך של 10 מיליליטר של הקסאן n.
    5. צנטריפוגה הפתרון הזה (3,600 XG, 10 דק ') פעם נוספת כדי להסיר כל זיהומים מסיסים, בטרם יצק לתוך צינור מדגם, ולאחסן במקרר (4 ° C) תחת חנקן אווירה לתקופה של עד שלושה חודשים.

2. Encapsulation נפיחות של חלקיקים לתוך PDMS

  1. נפיחות הכנת פתרון:
    1. הכן פתרון המניות של QDs CdSe על ידי ערבוב 36 מ"ל של n-הקסאן עם 4 מ"ל של פיזור CdSe QD (כמו מסונתז) ומערבבים הפתרון מגנטית. </ Li>
    2. מניחים בצד שני בקבוקונים שכל אחת מהן מכילה 9 מ"ל של פתרון המניות כפתרונות נפיחות המיועד.
    3. השתמש יתרת מניות הפתרון לעריכת פתרונות נפיחות נוספת של ריכוזים שונים QD. הכן שלושה פתרונות נפיחות של ריכוז QD יורד על ידי דילול פתרון המניות לתת פתרון 66% (v / v), פתרון 50% ופתרון 33%.
      1. הכן את 66% (v / v) פתרון על ידי ערבוב 6 מ"ל של פתרון המניות QD CdSe עם 3 מ"ל n-הקסאן. מערבב את הפתרון מגנטי כדי להבטיח ערבוב מלא.
      2. הכן את 50% (v / v) פתרון על ידי ערבוב 4.5 מ"ל של פתרון המניות QD CdSe עם 4.5 מ"ל n-הקסאן. מערבב את הפתרון מגנטי כדי להבטיח ערבוב מלא.
      3. הכן את 33% (v / v) פתרון על ידי ערבוב 3 מ"ל של פתרון המניות QD CdSe עם 6 מ"ל n-הקסאן. מערבב את הפתרון מגנטי כדי להבטיח ערבוב מלא.
    4. אחסן את כל פתרונות QD בתנאים כהים, בטמפרטורת חדר. </ Li>
  2. הכנת פולימרים וחומרים התאגדות QD - משנים את ריכוז QD בפתרון נפיחות:
    1. לגזור ארבעה ריבועי סיליקון רפואי כיתה (11 מ"מ x 11 מ"מ) באמצעות להב סכין מנתחים טרי.
    2. לטבול ריבוע סיליקון רפואי כיתה בכל אחד הפתרונות ארבעה נפיחות של משתנים ריכוז QD%: פתרון המניות, 66% (v / v), 50% (v / v) ו -33% (v / v). אפשר דגימות הפולימר להתנפח למשך 24 שעות בתנאים כהים, בטמפרטורת חדר.
    3. הסר את דגימות פולימר נפוחות מן בהתאמה פתרונות נפיחות אוויר יבש בתנאים בחושך במשך 48 שעות, במהלכן מתאדה ממס השיורי הפולימרים לכווץ בחזרה לממדים הראשוניים שלהם.
    4. שטוף את הדגימות-משולב QD ביסודיות עם מים ללא יונים ולהסיר כל חומר כבול שטח.
  3. הכנת פולימרים וחומרי התאגדות QD - שינוי זמן חשיפת הפולימר אל פתרון הנפיחות:
  4. הכן עוד ארבעה ריבועי סיליקון רפואי כיתה (11 מ"מ x 11 מ"מ), כפי שמצוין 2.2.1.
  5. לטבול את ריבועי סיליקון רפואי כיתה בפתרון נפיחות המניות לטווחי זמן: 1 hr, 3 שעות, 6 שעות ו -24 שעות.
  6. לאחר הסרה מפתרון הנפיחות, האוויר יבש דגימות הפולימר הנפוחות בתנאים בחושך במשך 48 שעות, כך המדגם מתכווץ חזרה לממדים הקודמים שלה.
  7. שטוף את הדגימות-משולב QD ביסודיות עם מים ללא יונים ולהסיר כל חומר או ממס שיורי כבול שטח.

ויזואליזציה 3. Nanoparticle Swell Encapsulation לתוך PDMS

  1. לדוגמא הכנה סיליקון:
    1. לגזור שני ריבועים סיליקון עם להב סכין מנתחים טרי (5.5 מ"מ x 11 מ"מ). ודא כי זה חושף את פני השטח הפנימי של דגימות סיליקון.
  2. דימות פלואורסצנטי:
    1. מניחים את דגימות סיליקון על microscoשקופית PE עבור הדמיה, להבטיח כי צד תספורת של הפולימר יוצר קשר מלא עם שקופיות הזכוכית. לחץ על חלק סיליקון קל כלפי מטה על מנת להבטיח מגע חלק עם שקופיות מיקרוסקופ. מניחים את המדגם על הבמה של המיקרוסקופ.
    2. מדידות קרינה לכל חיים שלמים באמצעות קו ליזר מסונן 488 ננומטר ספקטרלית הכולל 5 פולסים psec בשיעור של 20 מגה-רץ או דומה. 23 השתמש מערכת סינון מתכוננת acousto האופטי, לזוג ישירות פלט הליזר, על מנת ליצור את 488 קו לייזר ננומטר. למקד את קרן הלייזר באמצעות יחידת לייזר סריקה שהותקן (ראה מידע משלים), אשר באה לידי ביטוי על ידי מראה dichroic (488 ננומטר) לתוך הפתח האחורי של מטרה 10X ולאחר מכן על המדגם.
      1. אסוף את פליטת הקרינה עם אותה מטרה, כי אז עובר אותו במראה dichroic. לכוון את האור הזה לקראת photodiode מפולת ההפעלה במצב ספירת פוטון יחיד. תהליך lifeti מדידות אותי באמצעות ספירת פוטון יחיד בקורלציה זמן לוח (TCSPC). 23
    3. רשום את פונקצית תגובת מכשיר (IRF) בתחילה בסוף כל הפעלה ניסיונית. 23
      הערה: האות שתועדה בניסוי TCSPC צריכה להראות את השהות בין הגעת הפוטונים על הגלאי ואת הייצור של דופק ליזר שלאחר מכן. זמן השהיה זה עם זאת, צריך להיות ומפותל עם IRF של מנגנון המדידה. לפיכך, IRF נמדדת התגובה של המכשיר ל -100 ננומטר Auramine O, אשר יש תוחלת חיים קצרה יותר באופן משמעותי (~ 100 psec) לעומת התגובה אינסטרומנטלי.
    4. חלץ את החיים על ידי הולם שאינו ליניארי של דעיכה מעריכית של עוצמת פלורסנט deconvolute זה מן IRF באמצעות אומד נראות מירבית (MLE) אלגוריתם 25-27. MLE (γ j) מחושב
      eq1.jpg "/>
      איפה אני n הוא מספר ספירות פוטון בערוץ i, k הוא מספר הערוצים (או פחים) עבור כל ריקבון קרינה, p i (j) היא ההסתברות כי קבוצה של פוטונים תיפול ערוץ i אם החלקיקים יש פעם בחיים j, ו- N הוא המספר הכולל של ספירה עבור ריקבון נתון.
    5. כל רשומת נתונים מדגם קרינת עוצמת חיים במשך 5 דקות, יצירת סריקה רציפה המורכבת 264 תמונות עם גודל 512 × 512 פיקסלים. מערבבים אלה כדי לספק עוצמת קרינה דו ממדים, חיים ומפות חיים משוקללים בעצמה, עם MLE מחושב עם סף של 150 פוטוני תהליך MATLAB באמצעות זה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

נקודות קוונטיות הציגו קרינה אדומה, עם מקסימום למבדה של כ 600 ננומטר. 22,28 פליטת אדום נבעה סגירתם של אקסיטון ידי מוט הקוונטים גדלים שממדיה בתוך משטר הכליאה החזק. Li et al. הראה כי עבור מוטות קוונטים, משמרות הפליטה להנמיך אנרגיה עם גידול ברוחב או אורך המוט. עוד הם הראו כי הפליטה נקבעה בעיקר על ידי הכליאה לרוחב, אשר ממלאת תפקיד חשוב גם כאשר מוטות ארוכות מאוד, במיוחד כאשר הרוחב פחות מהרדיוס בוהר של החומר נדון כפי שהוא במשטר הכליאה החזק. 29 אלקטרון מיקרוסקופ הילוכים (TEM) הדמיה מציגה את הצורה מאורכת של QDs (יחס ממדים ~ 2.5). האורך הממוצע של QDs הוצג להיות 12.6 ננומטר ± 2.1 ננומטר (n = 200) (איור 1). פתרונות QD היו יציבים תחת קירור עד 3 מ 'onths. תמונות בהגדלה תחתונות של QDs ניתנות המידע המשלים (SI - 1).

במהלך תהליך אנקפסולציה, דגימות סיליקון תיפחנה חזותיות, הרחבה לגודל מקסימאלי של 15 מ"מ × 15 מ"מ × 2 מ"מ לאחר 1 שעת הנפיחות (ממדים מקוריים, 11 מ"מ × 11 מ"מ × 1 מ"מ). הדגימות שהתכווצו לגודל המקורי שלהם פעם הממסה שיורית התאדה (איור 2). UV-Vis ספקטרוסקופיה הראה כי אנקפסולציה ננו-חלקיקים לא השפיעה צבע פולימר, לפיה ספקטרה נותר ללא שינוי במשך כל הדגימות הכמוסות. מיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM) הדמיה של סיליקון לאחר להתנפח אנקפסולציה הראתה כי מקמט על פני השטח, שנגרמו על ידי תהליך התפיחה-להתכווץ. נפיצה אנרגיה ספקטרוסקופיה רנטגן (EDS) ניתוח הנתונים הראה ראיות של QDs CdSe, והצביע חלה עלייה בנוכחות גורמים אלה (Cd / Se) עם לא נפיחותIME. היקף הגילוי הגדול של ניתוח EDS לא לאפשר ניתוח כמוני אמין של כיסוי שטח. תמונת SEM ונתוני EDS מסופקות במידע נלווה (SI - 2/3).

הפרופיל של חדירת ננו-החלקיקים דרך הפולימר הוצג דרך חיתוך חתך של דגימות סיליקון, בשילוב עם עירור ליזר (התקנה מיקרוסקופ שמוצגת SI מידע משלים - 4). חלקיקי QD פלורסנט הגיבו סריקת ליזר אירוע 488 ננומטר, פולטות אור החלק האדום של הספקטרום הנראה. נתוני המדגם הצביעו על כך QDs CdSe רוכזו על המשטחים החיצוניים של סיליקון, עם אות חלשה משמעותי שמקורם במרכז המדגם. הפלישה של QDs לתוך פולימר סיליקון הייתה צלמה באמצעות בחיים משוקללים עוצמים דו ממדים (τw) מפות (ספירת פוטון × בחיים). החשיפה-sectio הצלבפרופיל סופי לאורך אמצע דגימות סיליקון הבטיח כי מלוא היקף תנועת ננו-חלקיקים דרך הפולימר יכול להיות מדמיין (איור 3). כבר להתנפח אנקפסולציה פעמים (48 שעות) סיפקו דגימות בשתי ריכוז משטח הגבוה ביותר של חלקיקים, הסכום הגבוה ביותר של חלחול החלקיקים דרך חלק הארי של הפולימר, ישר דרך למרכז המדגם. זמנים קצרים יותר פעמי אנקפסולציה (1, 4 ו -24 שעות) עדיין מראות מספר גבוה יותר של חלקיקים על פני השטח, אולם מספר החלקיקים מצטמצם (איור 3). דילולים סידוריים מפתרון המניות (100%) שמשו כדי לחקור את ההשפעות של שינוי ריכוז ננו-החלקיקים, על הספיגה הבאה של חלקיקים לתוך הפולימר. פתרון המנייה היה מדולל כדי להשיג את הריכוז היחסי הבא נפיחות פתרונות ל -66%, 50% ו -33% v: v. לא נמצא הבדל ניכר הדמית הקרינה נצפה כאשר הריכוז היה מגוון, כאשר להתנפח כמוס במשך 48 שעות, המציין כי ריכוז ננו-חלקיקי פתרון הנפיחות אינו משפיע על ספיגת ננו-החלקיקים לתוך הפולימר.

ריכוז משטח ננו-חלקיקים הגבוה ביותר נצפה עבור דגימות להתנפח כמוס במשך 48 שעות. עוצמת הקרינה של דגימות אלה דומה לזו בפתרון נפיחות [~ 0.7 מיקרומטר] (מידע משלים - SI - 5). החדירה המקסימלי של חלקיקים מוצגת להיות ~ 163 מיקרומטר מן הקצה החיצוני, עם הריכוז להגיע חצי מרבי לאחר 100 מיקרומטר. שיעור חדירת חלקיקים מרבי הוא כמאט ככל שזמן אנקפסולציה הוא עלייה, הגדלת משיעור חדירה ממוצעת של 3.4 מיקרומטר / שעה עבור דגימות 48 שעות, עד לשיעור של דגימות 28 מיקרומטר / שעה להתנפח כמוס במשך 4 שעות (מידע משלים - SI - 5).

s / ftp_upload / 54,178 / 54178fig1.jpg "/>
איור 1. תמונות נקודה קוונטית. CdSe / ZnS QD תמונות TEM מראה מוט כמו חלקיקים. סרגל קנה מידה תערוכות 10 ננומטר. קווי מתאר של חלקיקים בודדים הם כיסו. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 2
איור 2. פולימר נפיחות. תצלום מראה את דגימות סיליקון (א) לפני, (ב) במהלך ו- (ג) לאחר הנפיחות נגרמות ממס. הגידול גודל (מ -11 מ"מ עד 15 מ"מ), מתהפך על ייבוש מלא של סיליקון. סרגל קנה מידה תערוכות 10 מ"מ. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו. איור 3
תמונות חי איור 3. קרינה. תמונות מראות מפות בחיים משוקללות עוצמת 2D (אורך חי ספירת פוטון). התמונות מראות את הפרופילים חתך של מרכז מנות פולימר לאחר: (א) 0 שעות, (ב) 1 שעה, (ג) 4 שעות, (ד) 24 שעות (E) 48 שעות של-אנקפסולציה להתנפח . (F) התקדמות Encapsulation מוצג על ידי ניתוח עוצמת מנורמל שקל לכל החיים עבור כל תמונה. ברי סולם להראות 100 מיקרומטר. ברי שגיאה הם מראים סטיית תקן אחת של הווריאציה על התוצאות שהתקבלו. נתון זה יש הבדל בין [22], לשכפל על ידי רשות של האגודה המלכותית לכימיה. נא ללחוץ כאן VIEW גרסה גדולה יותר של דמות זו.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Polydimethylsiloxane sheets NuSil - Medical Grade
Oleylamine Sigma Aldrich O7805 Technical Grade
Trioctylphosphine Sigma Aldrich 117854 Technical Grade
Trioctylphosphine oxide Sigma Aldrich 346187 Technical Grade
1-Octadecene Sigma Aldrich O806 Technical Grade
Zinc diethyldithiocarbamate Sigma Aldrich 329703 -
Oleic acid Sigma Aldrich 364525 Technical Grade
Triethylamine Sigma Aldrich 471283 -
Cadmium oxide Alfa Aesar 33235 -
Hexadecylamine Alfa Aesar B22459 Technical Grade
1-Dodecylphosphonic acid Alfa Aesar H26259 -
Selenium powder Acros 19807 -
Chloroform Sigma Aldrich 366919 -
n-Hexane Sigma Aldrich 208752 -
Microscope slides VWR 631-0137 Thickness No. 1

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Pumera, M. Graphene-based nanomaterials and their electrochemistry. Chem. Soc. Rev. 39 (11), 4146-4157 (2010).
  2. Zhang, Q., Uchaker, E., Candelaria, S. L., Cao, G. Nanomaterials for energy conversion and storage. Chem. Soc. Rev. 42 (7), 3127-3171 (2013).
  3. Tong, H., Ouyang, S., Bi, Y., Umezawa, N., Oshikiri, M., Ye, J. Nano-photocatalytic Materials: Possibilities and Challenges. Adv. Mater. 24 (2), 229-251 (2012).
  4. Olson, M. S., Gurian, P. L. Risk assessment strategies as nanomaterials transition into commercial applications. J. Nanopart. Res. 14 (4), 1-7 (2012).
  5. Noimark, S., Dunnill, C. W., Parkin, I. P. Shining light on materials - A self-sterilising revolution. Adv. Drug Deliv. Rev. 65 (4), 570-580 (2013).
  6. Lavik, E., von Recum, H. The Role of Nanomaterials in Translational Medicine. ACS Nano. 5 (5), 3419-3424 (2011).
  7. Meier, J., Schiøtz, J., Liu, P., Nørskov, J. K., Stimming, U. Nano-scale effects in electrochemistry. Chem. Phys. Lett. 390 (4-6), 440-444 (2004).
  8. Booß-Bavnbek, B., Klösgen, B., Larsen, J., Pociot, F., Renström, E. BetaSys: Systems Biology of Regulated Exocytosis in Pancreatic ß-Cells. Springer Science & Business Media. , (2011).
  9. Xu, Z. P., Zeng, Q. H., Lu, G. Q., Yu, A. B. Inorganic nanoparticles as carriers for efficient cellular delivery. Chem. Eng. Sci. 61 (3), 1027-1040 (2006).
  10. Ito, A., Shinkai, M., Honda, H., Kobayashi, T. Medical application of functionalized magnetic nanoparticles. J. Biosci. Bioeng. 100 (1), 1-11 (2005).
  11. Xiu, F. -R., Zhang, F. -S. Size-controlled preparation of Cu2O nanoparticles from waste printed circuit boards by supercritical water combined with electrokinetic process. J Hazard. Mater. 233-234, 200-206 (2012).
  12. Ponja, S., et al. Aerosol assisted chemical vapour deposition of hydrophobic TiO2-SnO2 composite film with novel microstructure and enhanced photocatalytic activity. J. Mater. Chem., A. 1 (20), 6271-6278 (2013).
  13. Crick, C. R., Bear, J. C., Kafizas, A., Parkin, I. P. Superhydrophobic Photocatalytic Surfaces through Direct Incorporation of Titania Nanoparticles into a Polymer Matrix by Aerosol Assisted Chemical Vapor Deposition. Adv. Mater. 24 (26), 3505-3508 (2012).
  14. Crick, C. R., Bear, J. C., Southern, P., Parkin, I. P. A general method for the incorporation of nanoparticles into superhydrophobic films by aerosol assisted chemical vapour deposition. J. Mater. Chem., A. 1 (13), 4336-4344 (2013).
  15. Jensen, G. C., Krause, C. E., Sotzing, G. A., Rusling, J. F. Inkjet-printed gold nanoparticle electrochemical arrays on plastic. Application to immunodetection of a cancer biomarker protein. Phys. Chem. Chem. Phys. 13 (11), 4888-4894 (2011).
  16. Steigerwald, A., Mu, R. Potential of pulsed electron-beam deposition for nanomaterial fabrication: Spatial distribution of deposited materials. J. Vac. Sci. Technol., B. 26 (3), 1001-1005 (2008).
  17. Perni, S., et al. Antibacterial Activity of Light-Activated Silicone Containing Methylene Blue and Gold Nanoparticles of Different Sizes. J. Cluster Sci. 21 (3), 427-438 (2010).
  18. Perni, S., et al. The antimicrobial properties of light-activated polymers containing methylene blue and gold nanoparticles. Biomater. 30 (1), 89-93 (2009).
  19. Noimark, S., et al. Dual-Mechanism Antimicrobial Polymer-ZnO Nanoparticle and Crystal Violet-Encapsulated Silicone. Adv. Func. Mater. 25 (9), 1367-1373 (2015).
  20. Gingery, D., Bühlmann, P. Formation of gold nanoparticles on multiwalled carbon nanotubes by thermal evaporation. Carbon. 46 (14), 1966-1972 (2008).
  21. Abdelmoti, L. G., Zamborini, F. P. Potential-Controlled Electrochemical Seed-Mediated Growth of Gold Nanorods Directly on Electrode Surfaces. Langmuir. 26 (16), 13511-13521 (2010).
  22. Crick, C. R., et al. Advanced analysis of nanoparticle composites - a means toward increasing the efficiency of functional materials. RSC Adv. 5 (66), 53789-53795 (2015).
  23. Solvas, X. C., Turek, V., Prodromakis, T., Edel, J. B. Microfluidic evaporator for on-chip sample concentration. Lab Chip. 12 (20), 4049-4054 (2012).
  24. Solvas, X. C., et al. Fluorescence detection methods for microfluidic droplet platforms. J. Vis. Exp. (58), e3437 (2011).
  25. Köllner, M., et al. Fluorescence pattern recognition for ultrasensitive molecule identification: comparison of experimental data and theoretical approximations. Chem. Phys. Lett. 250 (3-4), 355-360 (1996).
  26. Köllner, M., Wolfrum, J. How many photons are necessary for fluorescence-lifetime measurements. Chem. Phys. Lett. 200 (1-2), 199-204 (1992).
  27. Edel, J. B., Eid, J. S., Meller, A. Accurate Single Molecule FRET Efficiency Determination for Surface Immobilized DNA Using Maximum Likelihood Calculated Lifetimes. J. Phys. Chem., B. 111 (11), 2986-2990 (2007).
  28. Bear, J. C., et al. Doping Group IIB Metal Ions into Quantum Dot Shells via the One-Pot Decomposition of Metal-Dithiocarbamates. Adv. Opt. Mater. 3 (5), 704-712 (2015).
  29. Li, L., Hu, J., Yang, W., Alivisatos, A. P. Band Gap Variation of Size- and Shape-Controlled Colloidal CdSe Quantum Rods. Nano Letters. 1 (7), 349-351 (2001).

Tags

הנדסה גיליון 113 Nanoparticle Swell Encapsulation nanocomposite נקודות קוונטיות polydimethylsiloxane פלורסנט דימות פלואורסצנטי חומר פונקציונלי פיזיקה
ניתוח ההלחנה מתקדם של מרוכבים Nanoparticle-פולימר באמצעות דימות פלואורסצנטי ישיר
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Crick, C. R., Noimark, S., Peveler,… More

Crick, C. R., Noimark, S., Peveler, W. J., Bear, J. C., Ivanov, A. P., Edel, J. B., Parkin, I. P. Advanced Compositional Analysis of Nanoparticle-polymer Composites Using Direct Fluorescence Imaging. J. Vis. Exp. (113), e54178, doi:10.3791/54178 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter