Introduction
nonspherical (और अन्य) nanoparticle morphologies के संश्लेषण के पारंपरिक रूप से एक multistep आत्म विधानसभा प्रक्रिया संश्लेषण और अच्छी तरह से परिभाषित amphiphilic diblock (या multiblock) copolymers की शुद्धि के साथ शुरू का उपयोग कर पूरा किया गया है। सबसे आम आत्म विधानसभा तकनीकों में से एक 1990 के दशक में Eisenberg द्वारा लोकप्रिय और ब्लॉक 1-3 से एक के लिए एक विलायक चयनात्मक की धीमी अलावा द्वारा पीछा दोनों बहुलक ब्लॉकों के लिए एक आम विलायक में amphiphilic ब्लॉक copolymer के विघटन शामिल था । के रूप में चयनात्मक विलायक (आमतौर पर पानी) जोड़ा जाता है, ब्लॉक copolymer से होकर गुजरती है आत्म विधानसभा polymeric नैनोकणों के रूप में। अंतिम आकृति विज्ञान (या morphologies का मिश्रण) नैनोकणों के ऐसे प्रत्येक बहुलक ब्लॉक, पानी के अलावा की दर और आम विलायक की प्रकृति के रिश्तेदार लंबाई के रूप में कारकों की एक बड़ी संख्या के द्वारा निर्धारित किया जाता है। हालांकि, इस दृष्टिकोण आम तौर पर केवल nanopar के उत्पादन के लिए अनुमति देता हैअपेक्षाकृत कम ठोस सामग्री (कम से कम 1% wt) पर ticles और इसलिए इसके व्यावहारिक scalability 4 की सीमा। इसके अलावा, इस तरह कीड़ा की तरह micelles के रूप में "मध्यवर्ती" चरणों की प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य गठन इस nonspherical आकृति विज्ञान 5 को स्थिर करने के लिए आवश्यक मानकों के सीमित दायरे के कारण मुश्किल हो सकता है।
(आमतौर पर 10-30 भार%) 6 polymerization प्रेरित आत्म विधानसभा (पीसा) दृष्टिकोण आंशिक रूप से polymerization प्रक्रिया ही उपयोग nanoparticle संश्लेषण के लिए अनुमति बगल में विधानसभा स्वयं ड्राइव करने के लिए बहुत अधिक ठोस सामग्री द्वारा Eisenberg दृष्टिकोण की कमियों को संबोधित -8। एक ठेठ पीसा दृष्टिकोण में, एक जीवित polymerization की प्रक्रिया एक मोनोमर है कि शुरू में प्रतिक्रिया मध्यम में घुलनशील है लेकिन एक अघुलनशील बहुलक रूपों के साथ एक विलायक घुलनशील macroinitiator (या मैक्रो-सीटीए) का विस्तार श्रृंखला के लिए प्रयोग किया जाता है। पीसा दृष्टिकोण व्यवस्थित पूर्व के एक नंबर के परीक्षण के द्वारा कीड़ा की तरह micelles के संश्लेषण के लिए इस्तेमाल किया गया है perimental मापदंडों और एक कृत्रिम "रोडमैप" 5,9 के रूप में विस्तृत चरण आरेख का उपयोग कर।
उनके चुनौतीपूर्ण संश्लेषण के बावजूद, वहाँ उनके दिलचस्प गुण उनके गोलाकार समकक्षों के सापेक्ष के कारण कीड़ा की तरह नैनोकणों में बहुत रुचि है। उदाहरण के लिए, हम दिखा दिया है दवा भरी हुई छोटी और लंबी कीड़ा की तरह micelles एक पीसा दृष्टिकोण का उपयोग कर संश्लेषित काफी गोलाकार मिसेल्स करने के लिए या 10 vesicles तुलना में इन विट्रो cytotoxicity में उच्च है। दूसरों में विवो मॉडल 11 में nanoparticle पहलू अनुपात और रक्त परिसंचरण समय के बीच एक संबंध दिखाई है। दूसरों से पता चला है कि एक उचित पीसा पद्धति का उपयोग कीड़ा की तरह नैनोकणों के संश्लेषण nanoparticle तंतु की nanoscale उलझाव के कारण एक स्थूल जेल पैदावार है। ये जैल उनकी thermoreversible प जेल व्यवहार 12 के कारण sterilizable जैल के रूप में संभावित प्रदर्शन किया है।
ontent "> इस प्रोटोकॉल एक विधि बस polymerization के दौरान समाधान चिपचिपापन देख द्वारा कीड़ा की तरह micelles के गठन के बगल में निगरानी के लिए अनुमति का वर्णन है। इसी तरह की कीड़ा की तरह micellar जैल के पिछले अध्ययनों से दिखा दिया है कि एक महत्वपूर्ण तापमान ऊपर, इन नैनोकणों एक प्रतिवर्ती कीड़ा क्षेत्रः संक्रमण से गुजरना और इतना ऊंचा तापमान पर मुक्त बह dispersions के रूप में। तिथि करने के लिए, इन पद्धतियों नियंत्रित polymerization 13,14 और इतने जमाना आसानी से इन पद्धतियों में नहीं मनाया जा सकता है आरंभ करने के लिए एक thermally संवेदनशील ऐजो यौगिक का उपयोग किया है थर्मल polymerization। इन अध्ययनों से दौरान, यह धारणा थी कि कम तापमान पर synthesizing पीसा निकाली गई नैनोकणों सीटू यह जमाना व्यवहार के अवलोकन के लिए अनुमति दे सकता।हाल ही में हम नैनोकणों उपज के लिए पीसा प्रक्रिया मध्यस्थता करने के लिए एक सतही कमरे के तापमान photopolymerization तकनीक के उपयोग की सूचना दीअलग morphologies 15। इधर, एक कल्पना प्रोटोकॉल polymerization के दौरान समाधान चिपचिपापन व्यवहार को देख कर कीड़ा की तरह micelles की प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य संश्लेषण के लिए प्रस्तुत किया है। फैलाव polymerization आगम आसानी से व्यावसायिक रूप से उपलब्ध प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) का उपयोग (λ = 460 एनएम, 0.7 मेगावाट / 2 सेमी)।
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Protocol
1. संश्लेषण और POEGMA की विशेषता मैक्रो-सीटीए
- , Oligo (एथिलीन ग्लाइकोल) मिथाइल ईथर methacrylate (OEGMA) (12 ग्राम, 4 × 10 -2 मोल), 4-cyano-4- (phenylcarbonothioylthio) pentanoic एसिड (CPADB) (0.224 जी, 8 × 10 -4 मोल) जोड़ें 2,2'-azobis (2-methylpropionitrile) (AIBN) (16.4 मिलीग्राम, 0.1 mmol) और 50 मिलीलीटर acetonitrile (MeCN) एक 100 मिलीलीटर दौर नीचे फ्लास्क।
- एक उचित आकार रबर पट और इस्पात के तार के साथ कुप्पी को सील करने और एक बर्फ नहाने के पानी में <4 डिग्री सेल्सियस के लिए कमरे के तापमान से कुप्पी शांत।
- एक दूसरा 21 जी सुई (0.8 मिमी x 38 मिमी) एक वेंट के रूप में अभिनय के साथ एक 21 जी सुई (0.8 मिमी x 120 मिमी) के माध्यम से प्रतिक्रिया मिश्रण में सीधे नाइट्रोजन बुदबुदाती से 30 मिनट के लिए कुप्पी Deoxygenate।
- एक बर्फ नहाने के पानी में विसर्जन के द्वारा polymerization के शमन और हवा के लिए सामग्री को प्रकाश में लाने से पहले 5.5 घंटे के लिए 70 डिग्री सेल्सियस पर एक तेल स्नान में कुप्पी रखें।
- एसी के तहत आंदोलन द्वारा MeCN हटायेसंपीड़ित हवा और के ontinuous धारा ~ 40 मिलीलीटर tetrahydrofuran (THF) में कच्चे तेल के मिश्रण फिर से भंग।
- कुप्पी dropwise की सामग्री को पेट्रोलियम आत्माओं की एक तेजी से हड़कंप मच गया मिश्रण (बीपी 40-60 डिग्री सेल्सियस) और Diethyl ईथर के 400 मिलीलीटर में जोड़ें (70:30, वी / वी) और जब तक सतह पर तैरनेवाला अब कोई बादल है हलचल जारी है।
नोट: एक बर्फ स्नान में कूलिंग वर्षा प्रक्रिया में तेजी लाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। - सतह पर तैरनेवाला छानना और ~ 40 मिलीलीटर THF में बहुलक अवशेषों को फिर से भंग।
- वर्षा प्रक्रिया को दोहराएं (कदम 1.5-1.7) में कम से कम दो बार अवशिष्ट OEGMA मोनोमर का पूरी तरह हटाने के लिए सुनिश्चित करें। अतिरिक्त विलायक 4 घंटे के लिए एक वैक्यूम ओवन (20 डिग्री सेल्सियस, 10 मिलीबार) में संपीड़ित हवा और सुखाने की एक सतत स्ट्रीम के तहत शुद्ध POEGMA मैक्रो-सीटीए से निकालें सबसे पहले आंदोलन के द्वारा।
- POEGMA मैक्रो-सीटीए परमाणु चुंबकीय अनुनाद द्वारा (एनएमआर) (एम एन, एनएमआर) की संख्या औसत आणविक वजन का निर्धारण एक पहले की रिपोर्ट विधि का उपयोग
नोट: ऊपर संश्लेषण (कदम 1.1-1.8) का उपयोग एम एन के साथ एक POEGMA मैक्रो-सीटीए, एनएमआर = 9000, और डी <1.15 उपज चाहिए। संश्लेषित POEGMA मैक्रो-सीटीए की आणविक वजन (और dispersity) यहाँ प्रस्तुत संश्लेषण से भिन्न होता है (7000 के बीच - 1000 जी / मोल), कीड़ा की तरह micelles के गठन के रूप में (सीटू जमाना में से संकेत) अभी भी उपयोग हो सकता है एक थोड़ा बदल प्रतिक्रिया समय में यद्यपि (खंड 2) में प्रस्तुत किया बाद में पीसा कार्यप्रणाली।
-PBzMA नैनोकणों ख POEGMA- की 2. तैयारी पीसा का प्रयोग
- आरयू (bpy) 3 सीएल 2। 6H 2 हे इथेनॉल में (EtOH) के एक 1 मिलीग्राम / एमएल शेयर समाधान तैयार है। फ्रिज में शेयर समाधान स्टोर विलायक वाष्पीकरण कम से कम।
- एक दूसरे पिपेट का उपयोग रूई का एक छोटा सा गुच्छा यह कसकर पैक करने में मदद करने के साथ एक पाश्चर विंदुक प्लग। रूई प्लग के साथ पिपेट में बुनियादी एल्यूमीनियम ऑक्साइड डालो लगभग 5 सेमी की एक स्तंभ देने के लिए। ~ कॉलम के माध्यम से BzMA के 3 मिलीलीटर गुजर रहा है और deinhibited BzMA eluent इकट्ठा करके वाणिज्यिक BzMA में monomethyl ईथर उदकुनैन अवरोध निकालें।
- POEGMA macroCTA (~ 9000 जी / मोल; 76.9 मिलीग्राम, 8.5 × 10 -6 मोल) जोड़ें।, Deinhibited BzMA (0.301 जी, 1.71 × 10 -3 मोल), आरयू (bpy) 3 सीएल 2 6H 2 ओ (128 माइक्रोग्राम, 1.71 × 10 -7 मोल, एक 4 मिलीलीटर कांच की शीशी के लिए एक 1 मिलीग्राम / एमएल ethanolic शेयर समाधान के 128 μl), 0.383 मिलीग्राम MeCN और 1.402 मिलीग्राम EtOH (1.913 मिलीग्राम कुल विलायक, 80 भार%, 20 वी / वी% MeCN) ।
- के रूप में कदम 1.2-1.3 में उल्लिखित deoxygenation प्रक्रिया करते हैं।
- (Λ मैक्स (चित्रा 2) एक 2000 मिलीलीटर कांच बीकर में शीशी की जगह नीले एलईडी स्ट्रिप्स के साथ लाइन में खड़ा = 460एनएम, 0.7 मेगावाट / 2 सेमी) और चुंबकीय सरगर्मी के साथ कमरे के तापमान पर चमकाना। नियमित रूप से 20 घंटे के बाद प्रतिक्रिया शीशी मॉनिटर और जब उच्च चिपचिपाहट समाधान के लिए एक मुक्त खड़े जेल रूपों जब शीशी (चित्रा 3) उलटा है रिएक्टर से हटा दें।
नोट: कुल समय एक मुक्त खड़े जेल उपज के लिए यहाँ प्रस्तुत शर्तों का उपयोग नीले प्रकाश विकिरण के बारे में 24 मानव संसाधन होना चाहिए। प्रकाश विकिरण रिएक्टरों में छोटे मतभेद (भौतिक आयाम, तीव्रता, आदि) कीड़ा की तरह micelles के बगल में गठन के लक्ष्य को हासिल करने की स्थिति थोड़ा बदल (विशेष रूप से प्रतिक्रिया समय) की आवश्यकता हो सकती है। - रिएक्टर से हटाने के बाद, कुछ मिनट के लिए हवा के लिए nanoparticle जेल प्रकाश में लाने और अंधेरे में ईमानदार बंद शीशी भंडारण के द्वारा polymerization बुझा लेते हैं।
3. ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (मंदिर) nanoparticle आकृति विज्ञान की इमेजिंग
- कच्चे तेल की nanopa के लगभग 40 मिलीग्राम की जगहrticle जेल (धारा 2 से) एक 4 मिलीलीटर कांच की शीशी में।
- लगातार एक भंवर मिक्सर का उपयोग nanoparticle जेल आंदोलन और कम से कम 5 मिनट की अवधि में EtOH dropwise के 4 मिलीलीटर जोड़ें। जेल विलायक अलावा दौरान एक मुक्त बह समाधान हो जाना चाहिए।
नोट: जेल भी तेजी से है या नहीं पर्याप्त रूप से उत्तेजित EtOH के साथ पतला है, तो नैनोकणों के कुछ वर्षा हो सकता है। 3.3 कदम देखें। - कांच ऊन के माध्यम से छान कर पतला नैनोकणों से किसी भी स्थूल समुच्चय निकालें।
- एक पहले की रिपोर्ट प्रक्रिया के अनुसार पतला नमूना के मंदिर इमेजिंग (uranyl एसीटेट धुंधला के साथ) प्रदर्शन करना। 15
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Representative Results
इस अध्ययन में, दो कदम polymerization प्रोटोकॉल कीड़ा की तरह एक पीसा दृष्टिकोण (चित्रा 1) का उपयोग micelles के संश्लेषण के लिए प्रयोग किया जाता है। पहले चरण में, OEGMA के polymerization एक POEGMA मैक्रो-सीटीए जो बाद polymerization कदम में एक स्थिरता के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता से बेदखल किया जाता है। फैलाव की स्थिति इथेनॉल में PBzMA की जटिलता जो अंततः nanoparticle गठन के लिए सुराग के कारण तहत पीईटी-बेड़ा polymerization आय। Polymerization के दौरान शुरू में पारदर्शी प्रतिक्रिया मिश्रण एक फैलाव polymerization के अनुसार बादल बनने के लिए मनाया जा सकता है और अंत में एक अत्यधिक चिपचिपा जेल की तरह राज्य कीड़ा की तरह micelles के गठन का संकेत (चित्रा 3) के लिए संक्रमण। एक "जी" polymerization के संकेत स्पष्ट हैं (चित्रा 1 ए) कम बहुलक dispersities (डी <1.3) और आणविक डब्ल्यू के बीच एक अच्छा संबंध के साथआठ और मोनोमर रूपांतरण। इसके अलावा, जीपीसी निशान (चित्रा 1 बी) रूपांतरण बदलती हालांकि कुछ उच्च आणविक समाप्ति और कम आणविक भार पीछा इस प्रणाली में मनाया जाता है के साथ एक मुख्य रूप से unimodal वितरण संकेत मिलता है। महत्वपूर्ण बात है, इन "मृत" बहुलक श्रृंखला शुद्ध कीड़ा की तरह micelles के गठन को बाधित करने के लिए पर्याप्त मात्रा में नहीं हैं। रूपांतरण को बढ़ाने के साथ आणविक वजन वितरण की पारी प्रमुख चेन लंबाई की एक संकीर्ण वितरण के साथ ख -PBzMA diblock copolymers POEGMA- के गठन का सुझाव है।
चित्रा 2A इस प्रयोग है जिसमें एक 1 मीटर वाणिज्यिक एलईडी पट्टी (λ = 460 एनएम, 4.8 डब्ल्यू / मी) 2 एल बीकर अंदर घाव में इस्तेमाल प्रकाश रिएक्टर सेटअप को दिखाता है। हमारे प्रयोगों में, यह भी निर्धारित किया गया था कि एक समान नीले रंग के प्रकाश की तीव्रता (चित्रा 1 बी) के साथ एक घर का चिराग भी पीईटी-बेड़ा पी में इस्तेमाल किया जा सकता हैईसा की प्रक्रिया।
चित्रा 4 दर्शाता है कि कीड़ा की तरह मिसेल आकृति विज्ञान के गठन में भी इस तरह चर शीशी प्रकार और अभिकर्मक रचनाओं के रूप में बल्कि अगर प्रकाश स्रोत एक आंतरायिक फैशन में लागू किया जाता है अलग प्रतिक्रिया की शर्तों के तहत प्राप्त है। इसका मतलब है कि मजबूत सबसे photopolymerization सिस्टम में polymerization दरों पर प्रकाश पैठ के प्रभाव के बावजूद, पीईटी-बेड़ा पीसा प्रोटोकॉल में जमाना व्यवहार अभी भी कीड़ा की तरह मिसेल गठन के लिए एक विश्वसनीय सूचक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। यह एक महत्वपूर्ण परिणाम के बाद आम तौर पर पूर्व सीटू मंदिर इमेजिंग कीड़ा की तरह मिसेल गठन के प्रमाण उपलब्ध कराने की आवश्यकता है। इसके अलावा मनाया जमाना व्यवहार से, विशुद्ध रूप से कीड़ा की तरह micelles के गठन मंदिर द्वारा नैनोकणों (> 100) की एक महत्वपूर्ण राशि की आकृति विज्ञान (uranyl एसीटेट धुंधला के साथ) देख द्वारा पुष्टि की जानी चाहिए। आंशिक पुटिका morphologies मनाया जाता है, विकिरण समय कम किया जाना चाहिए; इसके विपरीत यदि गोलाकार मिसेल्स तब मनाया जाता है विकिरण समय थोड़ा बढ़ाया जाना चाहिए।
कीड़ा की तरह पीईटी-बेड़ा, एक जीवित photopolymerization तकनीक का उपयोग कर micelles synthesizing के लिए चित्रा 1. रिएक्शन योजना। (ऊपर) कीड़ा की तरह एक पीसा दृष्टिकोण का उपयोग कर micelles के संश्लेषण के लिए दो कदम दृष्टिकोण। (नीचे) काइनेटिक अध्ययन प्रदर्शन (ए) पीसा polymerization के दौरान आणविक वजन और बहुलक dispersity के विकास और (बी) जेल पारगमन क्रोमैटोग्राफी (जीपीसी) से आणविक वजन वितरण के विकास के रूपांतरण के साथ। रेफरी 15 से अनुमति के साथ अनुकूलित। कॉपीराइट (2015) अमेरिकन केमिकल सोसायटी। एक बड़ा versio देखने के लिए यहाँ क्लिक करेंयह आंकड़ा के एन।
चित्रा 2 अलग अलग दृश्य प्रकाश रिएक्टरों की डिजिटल तस्वीरें। (ए) परिपत्र इस अध्ययन नीले रंग के साथ लाइन में खड़ा में इस्तेमाल रिएक्टर एलईडी स्ट्रिप्स (λ अधिकतम = 460 एनएम, 0.7 मेगावाट / 2 सेमी)। (बी) एक घर के लैंप एक 5 डब्ल्यू बल्ब भी है कि इस प्रोटोकॉल में इस्तेमाल किया जा सकता है के साथ लगाया। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 3. प्रतिनिधि डिजिटल 15 घंटे के बाद polymerization से पहले एक पालतू बेड़ा मध्यस्थता पीसा polymerization। छवियाँ ले जाया गया (ए), (बी) के फोटोग्राफऔर (सी) दृश्य प्रकाश विकिरण के 24 घंटे के बाद। Polymerization के दौरान शुरू में पारदर्शी प्रतिक्रिया मिश्रण बादल बन जाता है और अंत में एक मुक्त खड़े जेल राज्य कीड़ा की तरह micelles के सीटू गठन में का संकेत करने के लिए संक्रमण। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 4. विशेषता और मंदिर POEGMA- की छवियों ख -PBzMA diblock सहपॉलिमरों एक पीईटी-बेड़ा पीसा दृष्टिकोण कीड़ा की तरह micelles उपज का उपयोग का गठन। कीड़ा की तरह अलग अलग micelles polymerization शर्तों का उपयोग गठन के मंदिर छवियों (और डिजिटल फोटोग्राफ सम्मिलित करता है)। (ए) और (सी) (बी जबकि 24 घंटे के लिए प्रकाशित किया गया) जब एक 10,000 जी / मोल POEGMA मैक्रो-सीटीए का उपयोग) जमाना से पहले 39 घंटे (की कुल पर / बंद विकिरण समय की आवश्यकता है। प्रत्येक मामले में, एक उच्च चिपचिपापन जेल का गठन किया है जो कीड़ा की तरह micelles के गठन की विशेषता है। रेफरी 15 से अनुमति के साथ अनुकूलित। कॉपीराइट (2015) अमेरिकन केमिकल सोसायटी। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
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Discussion
यह कल्पना की प्रोटोकॉल बस जेल की तरह व्यवहार की शुरुआत देख कर कीड़ा की तरह micelles के गठन की निगरानी करने की क्षमता को दर्शाता है। इस दृष्टिकोण की उपयोगिता अन्य तरीकों की तुलना में polymerization के दौरान कीड़ा गठन की निगरानी करने की क्षमता में निहित है। यह प्रक्रिया आत्म इकट्ठे POEGMA- ख -PBzMA amphiphilic diblock copolymers उपज के लिए दो व्यावसायिक रूप से उपलब्ध मोनोमर (OEGMA और BzMA) की एक दो कदम polymerization का उपयोग किया जा सकता है।
यहां यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि विभिन्न रिएक्टर ज्यामिति, प्रकाश तीव्रता, आदि, चित्रा 2 में उन लोगों की तुलना के साथ रिएक्टरों थोड़ा बदल आवश्यकता हो सकती कीड़ा की तरह मिसेल जैल उपज की स्थिति। दयाता आधारित उत्प्रेरक का अवशोषण विशेषताओं के कारण, polymerization केवल नीले प्रकाश दिखाई तहत एक उचित दर पर हो सकता है। सिद्धांत रूप में, अलग तरह के प्रकाश के अवशोषण के गुणों के साथ अन्य उत्प्रेरक का भी इस्तेमाल किया जा सकता है। जॉब रिएक्टर में कीड़ा जैल छोड़ भी लंबे समय अन्यथा स्थूल अवक्षेप फार्म के लिए शुरू हो सकता है नहीं करने के लिए लिया जाना चाहिए। यह तब होता है के रूप में नैनोकणों vesicular संरचनाओं में पुनर्निर्माण करने का प्रयास है, लेकिन अत्यधिक चिपचिपा मध्यम से हिचकते हैं। कुछ मामलों में, हम मंदिर इमेजिंग के माध्यम से आंशिक पुटिकाओं (जेलीफ़िश या Octopi संरचनाओं) के गठन को देखा है जब polymerization एक मुक्त खड़े जेल की तरह राज्य की पहली टिप्पणी से परे रिएक्टर में रखा गया था।
इस प्रौद्योगिकी की पहुंच बढ़ाने के लिए, पीईटी-बेड़ा पीसा इस प्रोटोकॉल में सूचना दी polymerizations बाहरी तापमान विनियमन (शीतलन प्रशंसक, पानी के स्नान आदि) के बिना कमरे के तापमान पर प्रदर्शन किया गया। इसके अतिरिक्त, कम रोशनी का नेतृत्व स्ट्रिप्स polymerization (कम से कम 5 डिग्री सेल्सियस) के दौरान शीशी तापमान में नमूदार बढ़ जाती है पैदा नहीं करते। Whilst यह सर्वविदित है कि polymerization दर, तापमान पर एक मजबूत निर्भरता है INHकीड़ा की तरह micelles की क्षमता जब 50 डिग्री सेल्सियस पर polymerizing स्थूल जेल की तरह व्यवहार भी प्रेरित करने की ibition नहीं रखा गया है।
छोटा कीड़ा की तरह micelles प्राप्त (औसत पर) प्रकाश स्रोत को हटाने से पहले प्रतिक्रिया मध्यम एक मुक्त खड़े राज्य तक पहुँच लेकिन चिपचिपापन में एक उल्लेखनीय वृद्धि की है द्वारा भी संभव है। इस दृष्टिकोण से विश्लेषण के लिए इन "नरम" जैल (वर्षा के बिना) के कमजोर पड़ने के बाद से अनुकूल हो सकता है मुक्त खड़े जैल की तुलना में काफी आसान है। एक समान तरीके में, गोलाकार मिसेल्स आगे भी विकिरण समय को कम करने के द्वारा प्राप्त किया जा सकता है; आम तौर पर polymerization के दौरान बादल के पहले शुरू होने के बाद।
सिद्धांत रूप में, अलग-अलग solvophillic monomers की एक सीमा OEGMA (जैसे, पाली (2-hydroxyethyl methacrylate), पाली (methacrylic एसिड) हालांकि polymerization कैनेटीक्स और आत्म विधानसभा मापदंडों के कुछ अनुकूलन के बजाय प्रयोग किया जा सकता हैआवश्यकता होगी। मैक्रो-सीटीए के homopolymerization के एक उच्च livingness आदेश बाद में पीसा polymerization की दक्षता बढ़ाने के लिए प्रदर्शन किया जाना चाहिए। बहरहाल, जब तक एक पर्याप्त शुद्ध कीड़ा की तरह मिसेल चरण polymerization के दौरान मौजूद है, जमाना अभी भी हो सकता है। प्रस्तुत दृष्टिकोण की उपयोगिता तथ्य यह है कि अलग-अलग लंबाई मैक्रो-सीटीए स्टेबलाइजर्स की जरूरत काफी कीड़ा की तरह micelles के गठन के लिए प्रक्रिया reoptimize करने के लिए बिना इस्तेमाल किया जा सकता है में निहित है। इस प्रोटोकॉल में, POEGMA मैक्रो-सीटीए हालांकि एक thermally शुरू की RAFT प्रोटोकॉल का उपयोग संश्लेषित किया गया था, हम भी की क्षमता उच्च श्रृंखला के अंत में निष्ठा के साथ POEGMA उत्पन्न करने के लिए एक समरूप पीईटी-बेड़ा प्रोटोकॉल 16 का उपयोग प्रदर्शन किया है। हालांकि BzMA करने के लिए संरचनात्मक रूप से समान monomers भी कीड़ा की तरह मिसेल जैल 17 फार्म करने के लिए सूचित किया गया है, यह संभावना है कि केवल monomers के एक सीमित संख्या नियंत्रित कट्टरपंथी फैलाव polymerization गुजरना करने के लिए Yie करने में सक्षम हैंमहत्वपूर्ण जमाना गुणों के साथ एलडी कीड़ा की तरह micelles।
हालांकि विभिन्न रिएक्टर setups (सहित प्रतिक्रिया शीशी ज्यामिति) सबसे photopolymerization सिस्टम में polymerization दरों बदलती में परिणाम कर सकते हैं, नेत्रहीन करने की क्षमता कीड़ा की तरह micelles के सीटू गठन में नजर रखने के लिए जब एक पालतू जानवर-बेड़ा पीसा दृष्टिकोण का उपयोग कर इस सीमा को पार मदद करता है। नतीजतन, polymerization के समय लागू सटीक रिएक्टर सेटअप के आधार पर बदला जा सकता है। यह सर्वविदित है कि कीड़ा की तरह मिसेल चरण उच्च शुद्धता और उपज में उत्पादन करने के लिए, तथापि प्रस्तुत दृष्टिकोण हम एक ठोस सामग्री> 10% wt में कीड़ा की तरह कणों का उत्पादन करने में सक्षम हैं में मुश्किल हो सकता है। महत्वपूर्ण बात, इन कणों का गठन नहीं बल्कि पिछली रिपोर्टों जिससे कीड़ा की तरह मिसेल संश्लेषण केवल polymerization के शमन और पूर्व सीटू मंदिर इमेजिंग प्रदर्शन के बाद इस बात की पुष्टि की जा सकती है की तुलना में polymerization के दौरान नजर रखी जा सकती है।
importantly, क्षमता reproducibly उच्च ठोस सामग्री पर इन उच्च पहलू अनुपात नैनोकणों उत्पन्न करने के लिए विशेष रूप से दवा वितरण वाहक के रूप में जैविक क्षेत्र में आवेदनों की संख्या के लिए महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। अध्ययन का एक नंबर एक ऐसी वृद्धि हुई रक्त परिसंचरण समय उनकी गोलाकार समकक्षों 11 या सेल तेज व्यवहार में 10 अलग-अलग की तुलना में जैविक वातावरण में गैर गोलाकार morphologies की दिलचस्प व्यवहार का प्रदर्शन किया है। जबकि इन कणों ethanolic समाधान में संश्लेषित कर रहे हैं, हम पहले से दिखा दिया है कि उचित डायलिसिस की शर्तों के तहत इन पीसा नैनोकणों की आकृति विज्ञान जलीय समाधान के लिए 10 में बनाए रखा जा सकता है। इस दृष्टिकोण का लाभ क्षमता सबसे पहले जैविक अध्ययन के लिए पानी में डायलिसिस से पहले ethanolic फैलाव की शर्तों के तहत खराब पानी में घुलनशील चिकित्सा विज्ञान encapsulate करने में निहित है। इसके अलावा, यह है कि इन लम्बी कणों का प्रदर्शन विविध सेल तेज Beh की संभावना हैउनकी वायरस की तरह morphologies के कारण गोलाकार संरचनाओं के लिए एवियर रिश्तेदार।
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Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 4-Cyano-4- (phenylcarbonothioylthio)pentanoic acid (CPADB) |
Sigma-Aldrich | 722995-5G | |
| Oligo(ethylene glycol) methyl ether methacrylate (OEGMA) | Sigma-Aldrich | 447935-500ML | Average Mn 300, contains 100 ppm MEHQ as inhibitor, 300 ppm BHT as inhibitor |
| 2,2′-Azobis(2-methylpropionitrile) (AIBN) | Sigma-Aldrich | ||
| Ru(bpy)3Cl2.6H2O | Sigma-Aldrich | 544981-1G | |
| Benzyl methacrylate (BzMA) | Sigma-Aldrich | 409448-1L | Contains monomethyl ether hydroquinone as inhibitor |
| Aluminium oxide (basic) | Chem-Supply Pty Ltd Australia | AL08371000 | |
| 95% Ethanol (EtOH) | Sucrogen Bio Ethanol | 80889 | |
| Acetonitrile (MeCN) | Chem-Supply Pty Ltd Australia | RP1005-G2.5L | |
| Tetrahydrofuran (THF) | Chem-Supply Pty Ltd Australia | TA011-2.5L | |
| Petroleum Spirits (40-60 °C) | Chem-Supply Pty Ltd Australia | PA044-2.5L | |
| Diethyl Ether | Chem-Supply Pty Ltd Australia | EA0362.5L | |
| Dimethylacetamide (DMAc) | VWR International Australia | ALFA22916.M1 | For GPC analysis |
| Pasteur pipettes (230 mm) | Labtek | 355.050.503 | |
| Glass beakers | Labtek | 025.01.902 (2L)/ 2110654 (1L) | 2 L beaker is for attaching LED strips to form the circular reactor |
| Commercial LED strip | EcoLab | n/a | λ = 460 nm, 4.8 W/m |
| 4 ml Glass Vials | Labtek | APC502214B | |
| 0.9 ml Quartz Cuvette | Starna Scientific Ltd | 21/Q/2 | |
| Needle (0.8 mm x 38 mm) | Beckton Dickson | 302017 | For deoxygenating reactions |
| Needle (0.8 mm x 120 mm) | B Braun Australia | 4665643 | For deoxygenating reactions |
| Sleeve stopper septa (rubber septum) | Sigma-Aldrich | z564680/z564702 | |
| Stirring hotplates | VWR International Australia/In Vitro Technologies | 97018-488/RADRR91200 | |
| Vortex mixer | VWR International Australia | 412-0098 | |
| Vacuum oven | In Vitro Technologies | MEMVO200 |
References
- Yu, Y., Eisenberg, A. Control of Morphology through Polymer−Solvent Interactions in Crew-Cut Aggregates of Amphiphilic Block Copolymers. J. Am. Chem. Soc. 119 (35), 8383-8384 (1997).
- Zhang, L., Eisenberg, A. Thermodynamic vs Kinetic Aspects in the Formation and Morphological Transitions of Crew-Cut Aggregates Produced by Self-Assembly of Polystyrene-b-poly(acrylic acid) Block Copolymers in Dilute Solution. Macromolecules. 32 (7), 2239-2249 (1999).
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