Summary
Sigara karıştırıldı çökelti polimerizasyonu uyaranlara duyarlı poli (N -isopropylacrylamide) dar bir boyut dağılımı mikrojelleri sentezi için hızlı, kopyalanabilir bir prototip bir yaklaşım sağlar. Bu protokol sentezinde, ışık saçılması karakterizasyonu ve geniş alan mikroskopisi kurulumunda bu mikrojellerin tek parçacık floresan izleme gösterilmiştir.
Abstract
Uyaranlara duyarlı poli (N -isopropylacrylamide) (PNIPAM) mikrojeller çeşitli prospektif pratik uygulamalar ve temel araştırma kullanır. Bu çalışmada, hızlı bir olmayan karıştırılmış yağış polimerizasyon prosedürü ile ayarlama mikrojel boyutu için bir vitrin olarak bir floresan etiketli PNIPAM jellerinin izleme tek parçacık kullanın. Bu yaklaşım, yeni reaksiyon bileşimlerini ve koşullannı prototip ya da ürünün büyük miktarlarda ihtiyaç uygulamalar için son derece uygundur. dinamik ve statik ışık saçılması ile mikrojel sentezi, partikül büyüklüğü ve yapısı belirlenmesi protokolde ayrıntılı olarak verilmiştir. Fonksiyonel komonomerlerin ilavesi partikül çekirdeklenme ve yapısı üzerinde büyük bir etkiye sahip olduğunu gösterilir. geniş alan floresan mikroskobu ile tek parçacık izleme olmayan etiketli mikrojellerin konsantre matris içinde etiketli izleyici mikrojellerin difüzyon soruşturma izin veren bir sistem tarafından kolaylıkla araştırılmamıştırDinamik ışık saçılımı gibi diğer yöntemler.
Introduction
Uyaranlara duyarlı poli (N -isopropylacrylamide) (PNIPAM) mikrojeller 1,2 nedeniyle çeşitli akıllı uygulamalar kendi potansiyeline son yirmi yılda sürekli ilgi çekmiştir. Kanıtlanmış kullanım durumları değiştirilebilir emülsiyon dengeleyiciler 3-8, mikromercekleri 9, kolay bir hücre hasat 10,11 hücre kültürü substratlar, ve düşük molekül ağırlıklı bileşikler için, akıllı taşıyıcılar ve diğer biyomedikal 12 kullanımları içerir. Görünüşünün temel araştırma açısından bu parçacıklar koloidal etkileşimleri 13-15 ve polimer-solvent etkileşimleri 16-18 gibi konuları araştırmak için yararlı olduğu kanıtlanmıştır.
Herhangi bir uygulamada PNIPAM mikrojelleri ve türevleri başarılı kullanımı, tipik olarak parçacık büyüklüğü dağılımının ortalama parçacık boyutu ve genişliği bilgi gerektirir. PNIPAM mikro içeren deneysel sonuçların doğru yorumlanması içinjeller, fonksiyonel komonomer etkilenebilir parçacık yapısı, bilinen edilmesi gerekir. Dinamik ve statik ışık saçılımı (DLS ve sırasıyla SLS) bu yöntemlerin hızlı ve kullanımı nispeten kolay, çünkü bu bilgileri elde etmek için benzersiz uygundur; ve onların doğal ortamından (dağılım) 'de non-invaziv parçacık özelliklerini sınayın. DLS ve SLS da mikroskopi yöntemleri için tipik küçük örneklem büyüklükleri, doğan önyargı kaçınarak parçacıkların çok sayıda veri toplamak. Bu nedenle, bu çalışmanın ilk amacı kolloidal karakterizasyonu yeni uygulayıcılar için ışık saçılmasına ilişkin iyi uygulama tanıtmaktır.
Tipik olarak, yağış polimerizasyon laboratuvar ölçeğinde yürütülen ve belirli parçacık özellikleri zahmetli olması ve sentez birçok tekrarlar gerektirebilir için doğru reaksiyon koşulları bulgudur. Büyük toplu sentezi aksine olmayan karıştırıldı çökelti polimerizasyonu 19,20 arAPID prosedür farklı reaktif bileşimin toplu dar bir boyut dağılımı aynı zamanda verimli partikülleri polimerize edilebilir. Aynı anda polimerizasyonu deney varyasyonu en aza indirir ve büyük çıkış doğru reaksiyon koşulları, reaksiyon upscaling hızlı bulunabilir anlamına gelir. Dolayısıyla, bizim ikinci amacı prototipleme ve ürünün büyük miktarda gerektirmeyen uygulamalarda olmayan karıştırılan yağış polimerizasyon yararlılığını göstermektir.
sentez ve karakterizasyonu farklı yönlerini kolloidal etkileşim araştırmalarında floresan etiketli PNIPAM mikrojellerin uygulama örneğinde bir araya gelir. Burada geniş bir matris konsantrasyon aralığında etiketsiz matris mikrojellerin dağılım etiketli izleyici mikrojellerin difüzyon araştırmak ve konsantre kolloidal dispersiyon kafes etkisi çözmek için son derece doğru tek parçacık izleme özelliğini kullanabilirsiniz. Geniş alan floresan mikroskopi iyi fo uygundurr bunun bu amaç potansiyel olarak farklı matris türlerinin çok sayıda arasında bir kaç izleyici moleküllerin belirli davranışını karakterize edebilir. Bu büyük bir sistemde prob parçacıkların az sayıda davranışını çözemeyen, bu nedenle sistemin topluluk ortalama özelliklerini ölçmek ve DLS, SLS ve reoloji gibi tekniklerle, aksine bulunmaktadır. Bundan başka, bu özel örnekte, geleneksel ışık saçılma yöntemleri nedeniyle herhangi bir standart analiz geçersiz mutlaka çok dağılmasına neden olur, yüksek partikül konsantrasyonu, aynı zamanda kullanılan olamaz. otomatik veri işleme ve istatistiksel yöntemlerin kullanılması büyük örnek boyutları üzerinde ortalama tek parçacık takibi için de genel sistem davranışı, analiz sağlar.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Microgel Sentezi
Not: N -isopropylacrylamide (NIPAM) n-heksandan yeniden kristalize edilmiştir. Alınan gibi diğer reaktifler kullanılmıştır.
- Poli (NIPAM) matris mikrojelleri konvansiyonel Toplu sentezi
- Süzüldü 245 ml 1.8 g NIPAM ve 24 mg N, N '-bisacrylamide (BIS) çözülür (0.2 um rejenere selüloz (RC) membran filtre) bir geri akış kondansatörü ile donatılmış 500 ml'lik üç boyunlu yuvarlak tabanlı bir şişe içinde iki kez damıtılmış su, bir karıştırıcı ve bir kauçuk septumu.
- Bir termometre ve septum yoluyla azot girişi için 120 mm iğne takın.
- karıştırılırken, 60 ° C'ye kadar çözelti ısıtılır. 40 dakika boyunca azot ile durulama işlemi çözelti oksilenlendirilmesi.
- Aynı zamanda oksijenin çıkarılması için iki kez damıtılmış su ve kabarcık azot ile çözelti süzüldü, 5 ml 155 mg potasyum persülfat (KPT) bir başlatıcı solüsyon hazırlanır.
- tam 5 ml KPS s Transferi120 mm'lik bir iğne ile donatılmış, bir azot yıkanmış bir şırınga içinde ların çözüme.
- üç boyunlu bir şişe içinde çözelti derecesinin üzerinde Azot iğnesi kaldırın ve reaktöre lastik septum ile hızlı bir şekilde KPH'nin çözeltisi ilave edilir.
- Polimerizasyon 60 ° C'de azot akışı ve yavaş karıştırma altında 1 saat boyunca sürmesine izin verin.
- Büyük agrega atmak için sıcak reaksiyon çözeltisinin filtre bir Buchner hunisi ve filtre kağıdı kullanın. dağılım soğumasını edelim.
- Santrifüj 257.000 x g'de dispersiyon 40 dakika boyunca üç kez yeniden disperse ve son olarak çift damıtılmış suyun minimum bir canlı miktarda tortu yeniden disperse vb. Genellikle bu 2-4 ml.
- depolamak için dispersiyon liyofilize.
- Floresan Etiketli Poli (NIPAM) mikrojellerin Olmayan karıştırılmış Sentez
- cam kapta 257,7 mg NIPAM, 3.5 mg BİS ve 1.5 mg methacryloxyethyl tiokarbamoil rodamin B (boya) tartılır ve filtre çift distill 10 ml ekleyined su.
- Ultrasonicate, 15 dakika boyunca, boya-monomer çözeltisi su içinde boya çözülmesi için.
- Ayrı bir cam kap içine boya olmadan aynı çözüm hazırlayın.
- Çeşitli boya konsantrasyonları ile konsantrasyon serisi elde etmek için boya olmadan monomer çözeltisi kullanılarak boya monomer çözeltisinin çeşitli dilüsyonları hazırlayın. Bu çalışmada, 0.02-0.1 mmol / L konsantrasyon aralığında boya kullanır.
- başlatıcı çözüm elde etmek için çift distile su filtrelenmiş 10 ml 8.4 mg KPS çözülür.
- Nihai reaksiyon çözümleri elde etmek ve kauçuk septa ile mühür 10 mm çaplı test tüplerine KPH'nin çözeltisi 0.5 konsantrasyonu serisi ml ve 0.5 ml aktarın.
- 63 ° C'ye kadar bir ısıtma sirkülasyon pompasına bağlı bir çift-duvarlı cam kap içinde, bir yağ banyosu önceden ısıtın.
- 20 dakika boyunca 120 mm'lik iğneler üzerinden azot ile durulama işlemi Reaksiyon çözüm Deoxygenize.
- af içine tüpler yerleştirinplatformu loating ve önceden ısıtılmış yağ banyosu içine platformu batırmayın. 60 ° C'ye kadar sıcaklık ayarlayın. Oda sıcaklığı çözümleri banyo soğumasını olarak banyosunda Başlangıçta yüksek sıcaklık gereklidir. yüksek hassasiyetli partikül boyutu ayarı için ilk reaksiyon sırasında sıcaklık kontrolü genellikle 0.1 ° C ±, titiz olmak zorundadır.
- Reaksiyon, uygun bir süre devam edelim. Tipik 1 saat yeterlidir.
- 60 ° C'de bir fırında hızlı bir şekilde reaksiyon tüpleri aktarın ve DLS karakterizasyonu için, PNIPAM hacim faz geçiş sıcaklığı (VPTT, 32 -34 ° C), 1 üzerinde ısıtılmış iki kez damıtılmış su, süzüldü, 10 ml sıcak dispersiyonun bir damlası, koyun daraltılmış devlet.
- dağılımların kalanı oda sıcaklığına soğumasını bekleyin ve santrifüj tüplerine içine aktarabilirsiniz.
- 257.000 x g'de çözelti 40 dakika boyunca üç kez santrifüj ve iki defa destillenmiş su fo süzüldü 2 ml son mikrojellerinin seyreltikizleyici parçacıklar halinde r kullanım.
2. Işık saçılması Karakterizasyonu
- Dinamik ışık saçılımı tarafından Daraltılmış Devlette Hidrodinamik Radius Belirlenmesi
- küvetleri yıkayın ve aseton buharı ile züccaciye.
- Isı PNIPAM VPTT üzerinde filtre (örneğin, 200 nm ya da daha küçük bir RC filtresi) iki kez damıtılmış 10 ml su.
- önceden ısıtılmış bir iğne (0.9 x 40 mm) ve şırınga (1 mi) ile süzülür, su, sıcak dispersiyonun bir damla aktarın.
- 50 ° C'ye kadar DLS goniometer endeksi maç banyosu öfke ve soğumasını izin vermeden alete örnek aktarmak.
- dağınık yoğunluğu test ölçümlerini gerçekleştirerek korelogram elde etmek için yeterli olan en büyük saçılma açısı bulun.
- Örnek küvet (parçacığı dispersiyonunun 1 ml 10 mm çapında bir cam tüp) yerleştirin. küçük saçılma açısı (burada 30 °) dedektör kolunu hareket ettirin.
- fo ışın profili kontrolr çoklu saçılma: vb primer ışın, hiçbir çoklu saçılma, etrafında hiçbir kızdırma sayısı aralığı en düşük saçılma açıyla ölçümü için uygun olup olmadığını kontrol edin (yaklaşık 30 ile 600 kHz arasında, yazılım penceresinin sağ üst köşesine..)
- En yüksek saçılma açısı goniometer kolunu (120 ° burada seçin). sayım oranı (30 ile 600 kHz arası) hala ölçümü için yeterince yüksek olup olmadığını kontrol edin. yoğunluğu çok düşük ise, açı saçılma düşürmek için kolu hareket ettirin.
- Olay kiriş etrafında kızdırma birden saçılma gözlenmesi halinde gerçekleşir, en düşük saçılma açıyla toluen banyo camından görsel ışını kontrol edin. Bu durumda, lazer yoğunluğu azaltmak ya da daha yüksek bir seyreltme kullanın.
- 60 sn minimum satın alma süresi ile - (140 ° örneğin, 30 °) minimum ve maksimum saçılma açısı arasındaki 20 correlograms kazanır. zayıf yoğunluğu büyük saçılma açıları için satın alma süresini artırınEğer gerekliyse.
- Veri Analizi 37
- göre saçılma açısı için vektörel büyüklükleri saçılma hesaplayın
N, dispersiyonun kırılma indisi olduğu, 
vakumla Lazerin dalga boyu ve 
saçılma açısı. - durumunda ölçüm yazılımı yoğunluğu korelasyon fonksiyonu sağlar
, Elektrik alan korelasyon fonksiyonuna dönüştürmek 
göre 
. Parametre 
dağınık ışık ove mekansal bütünlük derecesi ile ilişkili bir ilgi çekmeyen enstrümantal parametredirDedektör alanı r. - Yani, correlograms üzerinde kümülan analizi yapın, her elektrik alan korelasyon fonksiyonunun logaritmik olarak ikinci derece polinom uygun
doğrusal en küçük kareler. uyum kesişim olarak görünür ve tam değer veri analizi açısından önemli değildir. Azami amplitüd% 20 - korelasyon genlik 10 olduğu şekilde, örneğin, anlamlı bir gecikme süresi τ değerine uygun kısıtlama. birinci dereceden terimin katsayısı, korelasyon fonksiyonunun ortalama çürüme oranı 
. - ortalama difüzyon katsayısı için en olası değeri bulun
doğrusal en küçük kareler tarafından parçacıkların sığdırmak 
. Eğer karşısında 
Doğrusal görünür ve hata içinde kökeni geçmez, tanecik boyutu dağılımı geniş ve hidrodinamik yarıçap yetersiz tanımlanmış olacaktır olduğunu. - Stokes-Einstein ilişkiden ortalama hidrodinamik yarıçapı hesaplayın
, burada 
Boltzmann katsayısıdır 
mutlak sıcaklık ve 
Dispersiyonun viskozitesi . standart sapması yayma için 
. - Statik ışını tarama ile partikül Yapı Tayini
- küvetleri yıkayın ve aseton buharı ile züccaciye. silindirik mercek etkisini en aza indirmek için 20 mm çapında veya daha büyük küvetler kullanın.
- Filtre (200 nm RC filtresi veya daha küçük), bir cam şişeye iki kez damıtılmış suyun yaklaşık 20 ml şişeye saflaştırılarak dispersiyonun bir damla aktarın. Üretim sürecinden geri kalan kirleri çıkarmak için numune hazırlama için kullanmadan önce 10 ml su ile filtre yıkayın.
- herhangi bir ortam ışığı kaynağına karşı örnek edin. mavi renk tonu gözlenirse, numune çok konsantre olması muhtemeldir. buna göre seyreltin.
- küvete filtrelenmiş su ile birden çok kez yıkama arka plan su numunesinin hazırlanması ve daha sonra küvete ve enstrüman lazer konumuna bağlı olarak, uygun numune hacmine kadar doldurun. Lazer menisküs gelen kırılan olmadan numune geçmelidir.
- instrum kalibreent bir toluen numune kullanılarak.
- Mevcut açısal aralığı boyunca su saçılmasını (arka plan) ölçün.
- tercihen birkaç dalga boylarında uygun bir açısal aralığında numuneden saçılma yoğunluğu ölçülür. ileri saçılma yoğunluğu normalize saçılma desen form faktörü olarak bilinmektedir.
- parçacık yapısı biliniyorsa, farklı dalga boylarında ölçülen veri setleri küresel uyum hesaplamak için uygun bir model ifadesini kullanın.
- (Örneğin FitIt! 33) direkt regularized bilinmeyen parçacık yapısı kullanımı veya daha genel bir dolaylı ters Fourier için parçacığın yaklaşık sınıflandırma için (sadece küresel partiküller için) çifti mesafesi dağılım fonksiyonunun deconvolution 23,24 ile birlikte 21,22 rutin dönüşümü yazın.
- durumunda uydurma veya inversiyon rutin polidispersiteye hesaplamak, parçacık yarıçap dağılım işlevinin bir tahmin sağlargöstergesi (kendi ortalama bölünmesi dağılımının standart sapma).
Geniş alan Floresan Mikroskopi 3. Parçacık Takibi
Not: 20 ° C'de 465 ± 7 nm ve 405 ± 7 nm hidrodinamik yarıçaplarının izleyici ve matris parçacıklarının sırasıyla partikül izleme için kullanıldı.
- Örnek hazırlama
- iki kez damıtılmış su bilinen miktardaki liyofilize etiketlenmemiş mikrojelin bilinen miktarda yeniden dağıtılmasıyla konsantre matris mikrojel dağılımı hazırlanır. etiketli izleyici parçacıkların küçük bir hacim.
- mikroskop uygun izleyici mikrojel konsantrasyonunu onaylayın. izleyici parçacık parça alımı sırasında çapraz olasılığı ihmal edilebilir ve böylece yeterince düşük izleyici konsantrasyonuna sahip olurken optimum konsantrasyon, parça maksimum sayıda eşzamanlı satın almalar arasında bir uzlaşmadır.
- buharlaştırılmasıyla konsantre dispersiyonların hazırlanmasıbir fırın içinde su. buharlaştırma öncesi numunenin orijinal ağırlığa dispersiyonun ağırlığı karşılaştırarak ağırlıkça konsantrasyonunun belirlenmesi.
- Veri Toplama ve Analizi
- İstenilen büyütme uygun bir objektif lens kullanın ve örnek izleyicilerin uyarılması ve eşzamanlı floresan toplama diyafram. Bu çalışmada, 100X / 1.3 NA yağ daldırma objektif lens kullanabilirsiniz.
- Ticari bir mikroskop sığar bir xyz-piezo masanın üzerine nem odasına yerleştirin.
- kurumasını örnek önlemek için, kayma üzerine istenilen konsantrasyonda nem odası ve poli (NIPAM) ve pipet 10 ul dağılım içine plazma temizlenmiş kapak kayma yerleştirin.
- floresan boya eksitasyon ve emisyon spektrumlarına göre, uyarma için uygun bir lazer uygun kullanılır ve lazer gücü ayarlar. yoğunluğu boyaların hızlı bir photobleaching önlemek için yeterince düşük, fakat en olmalıdırDoğru tek parçacık konumlandırma için yeterince güçlü aynı zamanda (aşağıya bakınız). Bu çalışmada, bir 561 nm diyot pompalı katı-hal lazer kullanımı ve tüm ölçümler için 16 mW (yaklaşık 0.5 kW cm -2 numune at) lazer gücü sabit tutmak.
- Homojen örnek aydınlatma elde etmek için, burada açıklanan kritik aydınlatma kurulum kullanmak. Bunun için, çift modlu fiber lazer (NA 0.22 ± 0.02, 0.6 mm çekirdek çapı), sırayla dışarı geçici ortalama lazer benekler bir vorteks cihazı kullanılarak lif sallamak, ve elyaf numunesi düzlem içine sonuna proje.
- kapak kayma arka yansıması z mesafeyi kalibre ve hafif yukarı objektif hareket ettirerek numune içine birkaç mikrometre odaklanma ve z-kompansatör kullanılarak z konumunu düzeltmek. Bu lamel arabirim etkileri önler.
- floresan sinyal gücü, poz süresi olarak dedektör parametreleri, ayarlayın. Bu durumda, bir EMCCD kamera kullanımı0.1 sn pozlama süresi ile, elektron modu ve 50 kazanç çarparak.
- numunenin farklı bölgelerindeki mikrojellerin ortalama kare yer değiştirmesini hesaplamak için yeterli gecikme süresini elde etmek için kare uygun sayıda birkaç film Edinme. Bu çalışmada, 500 veya 1000 kare edinimi çerçeve numaralarını kullanabilirsiniz.
- Gauss uydurma 25 kullanılarak her çerçeve içinde parçacıklar konumlandırma verileri analiz etmek ve ortalama kare deplasman elde etmek için uygun bir partikül izleme algoritması 26 kullanın. 27 hesaplayın bütün filmlerde tüm parçaları üzerinden ortalama değerleri ve standart sapma. doğrusal regresyon uzun gecikme süresi difüzyon katsayılarını hesaplamak
, nerede 
ortalama kare yer değiştirme, D ortalama difüzyon katsayısı ve gecikme zaman sabitleri. - Avustralya, Brezilya ve Kuzey Amerika ülkelerinin kullandığı saat uygulamasıanormal difüzyon denklemi anomali parametre y Imate
, Logaritmik ölçek verileri dönüştürerek verimli tarafından 
. anomali parametresi 
arsa türevi verilir. Türev polinom fonksiyonlar ile veri noktalarını uydurma ve analitik ayırt veri noktalarının sonlu farklar tahmin ya da edilebilir. polinom düzeni artırmak için uygun artığı ve kalan norm çizerek polinom uyum fonksiyonlarının yeterli derecesini belirlemek. - mikrojel matrislerin farklı konsantrasyonları için aynı işlemi tekrarlayın.
- göre saçılma açısı için vektörel büyüklükleri saçılma hesaplayın
N, dispersiyonun kırılma indisi olduğu, 
vakumla Lazerin dalga boyu ve 
saçılma açısı. 
, Elektrik alan korelasyon fonksiyonuna dönüştürmek 
göre 
. Parametre 
dağınık ışık ove mekansal bütünlük derecesi ile ilişkili bir ilgi çekmeyen enstrümantal parametredirDedektör alanı r. 
doğrusal en küçük kareler. 
. 
doğrusal en küçük kareler tarafından parçacıkların sığdırmak 
. Eğer
Doğrusal görünür ve hata içinde kökeni geçmez, tanecik boyutu dağılımı geniş ve hidrodinamik yarıçap yetersiz tanımlanmış olacaktır olduğunu. 
, burada 
Boltzmann katsayısıdır 
mutlak sıcaklık ve 
Dispersiyonun viskozitesi 
. 
, nerede 
ortalama kare yer değiştirme, D ortalama difüzyon katsayısı ve gecikme zaman sabitleri. 
, Logaritmik ölçek verileri dönüştürerek verimli tarafından 
. anomali parametresi 
arsa türevi verilir. Türev polinom fonksiyonlar ile veri noktalarını uydurma ve analitik ayırt veri noktalarının sonlu farklar tahmin ya da edilebilir. polinom düzeni artırmak için uygun artığı ve kalan norm çizerek polinom uyum fonksiyonlarının yeterli derecesini belirlemek. Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Toplu PNIPAM mikrojel parçacıkların sayısı, ve bu yüzden son partikül hacmi, tiokarbamoil rodamin B toplu partikül sayısı yoğunluğuna azaltarak çekirdeklenmesini etkiler çekirdeklenme fazı 20 Hidrofobik ko-monomer boya metakriloksietil sırasında reaksiyonun erken safhasında, belirlenir. Iki farklı başlangıç NIPAM konsantrasyonları partikül konsantrasyonundaki azalma, Şekil 1 'de gösterilen, artan boya konsantrasyonu ile, çökmüş halde ortalama nihai tanecik hacmi artışı olarak görülebilir. Hacmindeki artış hidrofobik komonomer boya, atfedilen ulaşılabilen parçacık konsantrasyonunun azaltılmasında ve son parçacık hacmini arttırmak, erken reaksiyon zamanlarda mikrojel çekirdeklerinin toplanmasını teşvik etmektedir.
Başarılı bir DLS ÖLÇME sonuçlarıts, Şekil 2'de gösterilmiştir. q 2 ve hata içinde sıfır-Y-kesişim ilgili ortalama bozunma hızı Γ 2 altı küçük nihai parçacık hacmi toplu doğrusal bağımlılık için, bu gruplar için tanecik boyutu dağılımları, nispeten dar ve iyi olduğunu göstermektedir ortalama difüzyon katsayısı için -defined tahmini doğrusal bir uyum eğimi elde edilebilir. 3 Γ 2 ara q aralığında doğrusal davranış sapma en büyük iki hacim toplu, bir daha karmaşık bir sonuç göstermektedir. Doğrusal olmayan bu Q değerleri denk boyutlu (açısal yayılma şablonu) en az kaynaklanır. 28, söz konusu olay gelen lazer radyasyonunun dalga boyu ile karşılaştırılabilir ve hatta orta parçacık boyutu dağılımı boyutlara sahip partiküller için gözlemlenebilir genişliği. Bu q difüzyon katsayısı tayini Şekil 3 özelinde, Γ 2, yüksek q tekrar ortalama davranışını yansıtır. Ortalama difüzyon katsayısı için makul bir tahmin elde etmek için bir basit yolu doğrusal bir uyum gelen ara Γ 2 değerleri dışlamak etmektir. Partiküllerin biçim faktörü bilinen durumunda, daha ayrıntılı bir montaj yöntemi 28 kullanılabilir.
Numuneler PNIPAM VPTT altında soğumasını izin olmadan çökmüş halde hidrodinamik hacminin belirlenmesinde olmayan jölelenmişti sol fraksiyon parçacıkların kopuk olmadığını garanti eder. Bu nedenle, çökmüş halde hacim fundam ise önemli olan kitle ve polimerleşme sırasında parçacıkların sayısını yansıtıryağış polimerizasyon ental özellikleri 20 araştırılmaktadır. Bu şişme özellikleri ve monomer karışımı içindeki çapraz bağlayıcı miktarı ile düzenlenir parçacıklar içinde olmayan jelleşmiş polimer fraksiyonunun bağımsız olduğu için çökmüş halde Ses, ayrıca, farklı reaksiyon parametrelerini karşılaştırmak için iyi bir miktar içerir. Daha küçük boyutta ve çökmüş halde yüksek saçılma kontrast da DLS karakterizasyonu kolaylaştırır.
. 642 nm, hamur ve izleyici partiküller için 404 nm iki dalga boyunda ölçülen statik ışık saçılımı veriler Şekil 4'te gösterilmiştir açısal saçılma desen görsel kontrol parçacıkları iyi tanımlanmış olduğunu ortaya koymaktadır: boyunca küresel parçacıklar için tipik çoklu ayırt edici osilasyonlar Q, iz bırakma ve matris mikrojelleri dar bu durumda% 7 polidispersite ve% 6 gösterir. pürüzsüz bDüşük q at ehavior örnekleri yeterince seyreltilmiş olduğunu gösterir ve anlamlı parçacık toplama mevcuttur. Aşırı Q dağınık yoğunluğundaki artışın iç küvet duvarından ışın yansıyan geri saçılma atfedilebilir. Matris parçacıklarının form faktörleri inversiyon yoğun çekirdek ile tipik mikrojel yapısı 29 ve çapraz bağlayıcı kopolimerizasyon kinetiği 30 (inset bakınız) kaynaklanan radyal çürüyen yoğunluk profilini doğrulamaktadır. kesikli çizgi matris partikülleri gibi dönme aynı ortalama yarıçapı ile referans sert kürenin form faktörü gösterir. Deneysel form faktörü bulanık yüzeye sahip partiküller için tipik olan sert küre form faktörü, daha q hızlı bozunur. Buna karşılık, izleyici parçacıklar alışılmamış mikrojel yapısını sergiler. Bu aynı zamanda deneysel form faktörü başlangıçta değil göstermektedir referans sert küre form faktörü, görülebilirReferans daha hızlı çürümeye. Bu sonuç mikrojelleri için birleştiren boya molekülleri sonuçların yorumlanması için göz önüne alınmalıdır yapılarını etkileyen göstermektedir.
Sentezlenen parçacıkların yüksek düzgünlükte doğru bu rejimin 13 evrim davranışını belirlemek ve sert parçacıkların 31 karşılaştırmak amacıyla cam geçiş sıcaklığı etrafında hacim fraksiyonları kendi difüzyon çalışmaları için yüksek ilgi çekicidir. Bu nedenle, etiketli mikrojelleri düşük fraksiyonu benzer büyüklükte etiketli olmayan mikrojelin ile karıştırılmıştır. Emisyon yolunda kullanılan dalgaboyu ve filtre yapılandırmasıyla birlikte mikrojel-dahil boya molekülleri eksitasyon ve emisyon spektrumu Şekil 5'de gösterilmiştir. Yutulması, tiokarbamoil rodamin B dalgaboyu ve fluoresans toplama aralığı yakın metakriloksietil emisyon maksimum,sırasıyla, parçacık izleme kurulumunda yüksek toplama verimliliği sağlayan. Çeşitli etiketsiz mikrojel matrisi konsantrasyonlarda izleyici mikrojelleri için ortalama kare yer değiştirme süresi gelişimi, sırasıyla Şekil 6 ve doğrusal Şekil 7 ve logaritmik ölçekte gösterilmiştir. Düşük mikrojel matris konsantrasyonlarında izleyici parçacıkları hızla yayılır. onlar odak düzlemi dışına taşımadan önce kare sınırlı sayıda sadece görülebilir olsa da, onların ortalama kare değiştirmeler oldukça iyi bir tahmin yapılabilir. zamanla ortalama kare yer değiştirme doğrusal bir artış ölçülen tüm gecikme süreleri normal difüzyon davranışı gösterir. Ancak, kolloidal cam geçiş yakın mikrojel konsantrasyonları için, yani 29-36 mg / ml, ortalama kare yer değiştirmeler zamansal evrimi olur non-lineer (bakınız Şekil 7). davranışı azalan kolloidal mikrometre büyüklüğünde PMMA parçacıkların birine benzerHafta tarafından belirlemiş ve Weitz 31 ve kafes etkisi ile ilgili olabilir. Şekil 10'da şematik olarak gösterildiği gibi, yoğun bir matris içinde etiketlenmiş bir mikrojel kafesi içinde yerine serbestçe yayılabilir. Bu nedenle, ortalama kare yer değiştirme ilk birkaç milisaniye içinde doğrusal artar. parçacıklar komşuları tarafından oluşturulan geçici kafeslerde sıkışıp beri mikrojelleri ilerlemek için Ancak, çevredeki mikrojellerin kolektif bir yeniden düzenleme gereklidir. Bu kafes etkisi, Şekil 7'de, ikinci aralık içinde bir çok sığ bir eğim kendini ifade eder, ve aynı zamanda Şekil 9'da partikül parçaları incelenerek teyit edilebilir. Yaptırın sadece kaçış olan parçacıklar kafeslerinde çalkala kısa sürelerde, 'de yine tuzağa. Uzun gecikme zamanlarda, doğrusal difüzyon davranışı elde edilir. Kafes etkileri zamansal evrimi (iki boyutlu algılanır) kare d ortalama anormal difüzyon modelleri kullanılarak analiz edilebilirisplacement zaman bir güç yasası ile ifade edilir: 
veya bunun logaritmik 
anomali parametresi ile 
32. Normal difüzyon için, anomali parametre subdiffusion Şekil 8 doğrudan log-log-arsa Şekil 7'de yamaç belirlenen anomali parametresinin zamansal evrimi sunuyor 1. Aşağıdaki değerler ile temsil edilir, 1 eşittir. Düşük konsantrasyonlarda için Çalışmamızda mikrojeller, anomali parametresi temelde gecikme süreleri için 1'e eşittir 
Birkaç saniye aralığında, faktör daha düşük değerlere doğru 1 ile ayrılmaktadır. Bu davranış nedeniyle geniş alan mikroskopisi eksenel (z) gözlem aralığı sadece birkaç mikrometre ile sınırlı olmasından bir eserdir. dar z-aralık hızla düşük matris konsantrasyonlarında izleyiciler difüzyon için uzun zaman aralıklarında hızlı yayılması için analiz iter. mikrojel konsantrasyonunu arttırarak, biz anomali parametresinin minimum çok daha belirgin hale gelir ve normal difüzyon geçiş (bulmak 
) Daha sonra görünür. Bu cam geçiş rejimi yaklaşırken yoğun mikrojeller sistemleri için görünen kafes etkisi açık bir göstergesidir.
Şekil 1:. Toplu ilk boya konsantrasyonu ile çökmüş durumda tek parçacık hacmi iki farklı başlangıç NIPAM konsantrasyonları kullanılmıştır, 57.5 mmol dm -3 (siyah daireler) ve 28.8 mmol dm -3 (gri dikdörtgenler). Çapraz bağlayıcının 1 mol% kullanılmıştır. İlk KPS konsantrasyonu tüm yarasa aynıydı1.56 mmol dm -3 de ches. Hata çubukları standart sapmayı ifade etmektedir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 2: Dört küçük hacimli mikrojel gruplar için saçılma vektör büyüklük kare ile Çürüme oranı Lineer bağımlılık. 
q 2 ve sıfır kesişim dar parçacık boyutu dağılımına işaret eder ve ortalama yayılma katsayısının iyi tanımlanmış tahmini doğrusal bir uyum eğiminden hesaplanabilmektedir gösterir. NIPAM konsantrasyonları 57.5 mmol dm -3 (kırmızı kareler ve portakal ters üçgenler) ve 28.8 mmol dm -3 (sembollerin dinlenme) idi. Boya konsantrasyonu 0.044 mmol d vardım -3 (kırmızı kareler), 0.022 mmol dm -3 (turuncu ters üçgenler), 0.088 mmol dm -3 (yeşil üçgenler), 0.066 mmol dm -3 (camgöbeği Eşkenar dörtgen), 0.044 mmol dm -3 (koyu mavi üçgenler), ve 0.022 mmol dm -3 (pembe daireler). Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 3:. İki büyük hacimli partiler için saçılma vektör büyüklüğü karesiyle Çürüme oranı merkezi q aralığında q 2 y 2 doğrusal olmayan davranış farklı boyut fraksiyonları tarafından sinyal yoğunluğu ağırlık değişiklikleri nedeniyle oluşur form faktörü asgari yakınında. Her iki grup halinde NIPAM konsantrasyonu 57.5 mmol dm edildi-3, Boya konsantrasyonları 0.088 mmol dm -3 (siyah daireler) ve 0.066 mmol dm -3 (kırmızı üçgenler) idi. Soluk semboller doğrusal bir uyum dışında tutulmuştur. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 4: etiketli izleyici ve etiketsiz matris parçacıklarının Form faktörleri her iki form faktörü iki dalga boyunda, 642 nm (açık mavi ve kırmızı veri noktaları) ve 404 nm (yeşil ve koyu mavi veri noktaları) ölçülmüştür parçacıklar için.. Düz çizgiler 642 nm küresel uyan ve 404 nm gerçekleştirmede vardır. Kesikli çizgiler matrisi ve izleyici partikülleri gibi dönme aynı yarıçapları sert küre referans parçacıkların form faktörleri (turuncu ve yeşil sırasıyla kesikli çizgiler.) Insets normalize parçacık showHesaplanan yüzeye çekirdekten yoğunluk profilleri, örneğin FitIt! Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 5:. Floresans etiketli mikrojel parçacıkların Eksitasyon ve emisyon spektrumu Mavi hat eksitasyon ve kırmızı çizgi emisyon spektrumunu gösterir. Katı dikey çizgi uyarma dalga boyudur. Gölgeli alan floresan toplama dalgaboyu aralığını gösterir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 6: kare disp ortalamaİzleyici partiküller için gecikme süresi ile birlikte sonra değiştirmenizi. Etiketsiz matris mikrojel konsantrasyonları 15.56 mg / (sol) mi, 22.05 mg / ml, 28.28 mg / ml, 28.67 mg / ml, 30.32 mg / ml, 31.13 mg / ml ve 35.35 mg / mi. Puan ve hata çubukları, sırasıyla, deneysel değerler ve standart sapma belirtir. Düz çizgiler veri noktaları doğrusal uyan vardır. Ankastre 35.35 mg / ml matris konsantrasyonunda izleyici mikrojellerin bir geniş alan floresan mikroskobu gösterir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 7:. Logaritma ölçeğinde izleyici parçacıkları için gecikme süresi kare deplasman ortalama Etiketsiz matris mikrojel konsantrasyonları (sol) 15.56 mg / ml, 22.05 mg / ml, 28.28 mg / ml, 28.67 mg / ml, 30.32 mg / ml 31.13 mg / ml ve 35.3 5 mg / ml olmuştur. Puan ve hata çubukları, sırasıyla, deneysel değerler ve standart sapma belirtir. Düz çizgiler veri noktalarına polinom uyan bulunmaktadır. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 8:. Sapma izleyici parçacıkları için gecikme süresi parametrelerinin Etiketsiz matris mikrojel konsantrasyonu 15.56 mg / ml (sol) idi 22.05 mg / ml, 28.28 mg / ml, 28.67 mg / ml, 30.32 mg / ml, 31.13 mg / ml 35.35 mg / ml olmuştur. Puan sonlu farklar ve analitik Şekil 7'de polinom uyan gelen türevleri hesaplanan katı çizgilerle tahmin türevleri temsil bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 9:.. Dağılım 12 iz mikrojelleri için Parçacık parça 35.35 mg / ml matris konsantrasyonu onların etiketsiz komşuları tarafından oluşturulan geçici kafeslerde hapsolmak Tracer parçacıklar ayırt edici lekeler sonuçlarına parça Kümelenme ile büyük halini görmek için tıklayınız bu figür.
Şekil 10:. Konsantre etiketsiz matris mikrojel dağılım izleyici mikrojel difüzyon şematik gösterimi Kırmızı yörünge komşu parçacıklar tarafından oluşturulan geçici kafeslerin içinde izleyiciler hızlı difüzyon (mavi kesikli çizgi) gösterir. Mavi yörünge uzun gecikme ti gösterirGeçici kafesleri kolektif yeniden düzenlenmesi etkin bana difüzyon. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 11:. Etiketlenmemiş matris mikrojel konsantrasyonu ile uzun bir zaman difüzyon katsayıları düşük matris konsantrasyonunda izleyici mikrojelleri difüzyon matrisi parçacıkları ile etkilenmez. Difüzyon izleyicileri sıkışıp geçici kafesleri, kolektif yeniden düzenlenmesini gerektirir, çünkü uzun süre difüzyon büyüklük sıralaması yavaşlatır matris mikrojel konsantrasyonunun artmasıyla. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
fonksiyonel komonomer küçük miktarlarının eklenmesi PNIPAM türetilmiş mikrojelleri parçacık boyutu ve yapısı üzerinde büyük bir etkiye sahip olabilir. Eşzamanlı küçük ölçekli test tüpü polimerizasyon tür değişiklikleri açıklamak için iyi bir yöntem olduğunu ve hızla gerektiği gibi bir tepki upscaling için hedef partikül büyüklüğü için doğru tepkin kompozisyonlar bulmak için yardımcı olur. Parçacıkların kütlesi, yaklaşık gibi KPH'nin gibi termal başlatıcı dekompoze polimerizasyon sıcaklığında, katlanarak bağlıdır 20 kullanılır ve bu nedenle iyi bir tekrarlanabilirlik reaktör içinde sabit ve doğru sıcaklık kontrol kurmak gerekmektedir. Böyle bir EV reaksiyon karışımının çok şiddetli karıştırma olarak toplu sentezi ile ilgili tedirginlikler, en aza indirir eğer geleneksel toplu reaksiyonu ve non-karıştırılmış reaksiyondan nihai parçacık hacimleri genellikle iyi uyum içindedirtr dışarı sıcaklık büyük reaktörde degrade veya böylece başlatıcı solüsyonun aşırı miktarda kullanarak başlangıç döneminde reaksiyon sıcaklığı değişir.
Dinamik ışık saçılım yerinde parçacıkların çok sayıda yayılma davranışını tespit etmek iyi kurulmuş ve hızlı bir yöntemdir. Birden fazla saçılma açılarında veri elde etmek ancak esastır. Bir arbitrer açı DLS ölçümleri, form faktörü en az ya da geniş boyut dağılımına halinde çakışan bir görünen yayılma katsayısı anlamlı numunenin ortalama difüzyon katsayısı farklı olan yol açacaktır. Bu gibi durumlarda q 2 arsa vs y 2 doğrusal olmayan davranış kabul edilebilir. Geniş veya multimodal parçacık büyüklüğü dağılımları çözmek için, böyle bir Contin 34 gibi bir ters Laplace dönüşümü algoritması kullanmaya çalışabilir. DLS ancak ideal nedeniyle hasta klimalı nat bu amaçla uygun değildirinversiyon sorunun ure.
Numuneler yeterince rutin veri analizi geçersiz birden saçılmasını önlemek için seyreltilmesi gereken saçılma hem dinamik ve statik ışık için. SLS form faktörü belirlenmesi da parçacıklar ve çözücü kırılma endeksi farkı basit bir şekilde faktör analizi önler Mie saçılmasını önlemek için düşük olması gerekir. Bu durum zaman yerine getirilir 
, nerede 
ortalama parçacık çapı ve 
Çözücünün ve parçacıkların kırılma indeksleri arasındaki fark. Solvent ile yoğun şişmiş mikrojelleri için bu kriter yerine getirildiği, ancak genel olarak parçacıklar yeterince yüksek kırılma indeksi solvent ile eşleşti kontrast olmalıdır. Mie saçılımı t bulaşması ile tespit edilebilirO kırılma endeksi farkı azaldığında azalır faktör minimuma bir etkisi oluşturur.
Işık saçılması yöntemleri geniş alan parçacık izleme gerçek uzayda tek parçacıkların difüzyon davranışlarını araştırmak için kullanılabilir oysa topluluk, bilgi ortalama sağlarlar. ışık saçılması göre partikül takip aksine, floresans yüksek hassasiyet hatta tek moleküller, uç bir durumda, küçük partiküllerin takip sağlar ve. Buna ek olarak, etiketlenmiş ve etiketlenmemiş parçacıkların oranı yüksek olan konsantre çözeltiler da doğru bir şekilde ölçmek için adapte edilebilir. Parçacık izleme nedenle hatta tek parçacıkların davranışları arasında bir karşılaştırma için izin yerinde kolloitlerin difüzyon katsayısı ve difüzyon modunu belirlemek için bir model ücretsiz yol sağlar. Tek izleyiciler lokalizasyonu doğruluğu kırınım sınırından daha tipik olarak daha iyidir ama floresan si sinyal-gürültü-oranına bağlıdırgeniş alan kurulumuyla ilgili tek parçacıkların gnal. Bu nedenle, yüksek kuantum verimi, foto stabilitesi iyidir ve kapalı uyarım dalga boyunda bir absorpsiyon maksimum sergileyen boya ile markalama iyi sonuçlar için bir ön koşuldur. Işaretleme maddesi konsantrasyonu izleme algoritması rahatsız farklı parçacıkların yörüngeleri geçiş en aza indirmek için düşük tutulmalıdır. konsantre dağılımlar, floresan izleyiciler yoğunluğu etiketlenmiş ve etiketlenmemiş taneciklerin karıştırmak suretiyle ayarlanabilir. Nokta dağılım fonksiyonu mühendisliği son çalışma alanının farklı yönlere anizotropik difüzyon araştırmak için kullanılabilecek 35,36 izleme 3D parçacık, sağlar.
Özetle, doğru DLS karakterizasyonu ve küçük ölçekli test tüpü polimerizasyon mikro jel nihai parçacık hacminin yüksek hassasiyetli ayar için sağlam bir çerçeve sunmaktadır. Işık saçılması ve floresan parçacık izleme teknikleri topluluğu tamamlayıcı bilgi vermek vegeniş yayılım konsantrasyon aralığında tek parçacık difüzyon davranışı. Farklı konsantrasyon çözümleri onları takip imkanı ile iyi tanımlanmış yumuşak parçacıkların sentezi kombinasyonu yumuşak parçacık sistemlerinin dinamiği soruşturma ve iyi çalışılmış sert kolloid sistemleri ile bir karşılaştırma için büyük önem olacaktır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Acetone | VWR Chemicals | KRAF13455 | |
| Bisacrylamid | AppliChem | A3636 | |
| n-Hexane | Merck | 104374 | |
| N-Isopropylacrylamide | Fisher Scientific | AC412785000 | recrystallized from n-hexane |
| Methacryloxyethyl thiocarbamoyl rhodamine B | Polysciences | 23591 | |
| Potassium peroxodisulfate | Merck | 105091 | |
| Silicone oil 47 V 350 | VWR Chemicals | 83851 | |
| Toluene | Sigma Aldrich | 244511 | |
| F12 Refrigerated/heating circulator | Julabo | 9116612 | |
| Microscope | Olympus | IX83 | |
| XY(Z) Piezo System | Physik Instrumente | P-545.3R7 | |
| 100X Oil immersion objective | Olympus | UPLSAPO | |
| QuadLine Beamsplitter | AHF Analysentechnik | F68-556T | |
| Cobolt Jive 150 laser | Cobolt | 0561-04-01-0150-300 | |
| Multimode Fiber | Thorlabs | UM22-600 | |
| iXON Ultra 897 EMCCD camera | Andor | DU-897U-CS0-BV | |
| Laser goniometer | SLS Systemtechnik | Mark III | |
| CF40 Cryo-compact circulator | Julabo | 9400340 | |
| Laser goniometer system | ALV GmbH | ALV / CGS-8F | |
| Multi-tau corretator | ALV GmbH | ALV-7004 | |
| Light scattering electronics | ALV GmbH | ALV / LSE 5004 | |
| Photon counting module | PerkinElmer | SPCM-CD2969 | 2 units in pseudo cross-correlation mode |
| 633 nm HeNe Laser | JDS Uniphase | 1145P | |
| F32 Refrigerated/heating circulator | Julabo | 9312632 |
References
- Pelton, R. Temperature-sensitive aqueous microgels. Adv. Colloid Interfac. 85, 1-33 (2000).
- Pich, A., Richtering, W. Microgels by Precipitation Polymerization: Synthesis, Characterization and Functionalization. Adv. Polym. Sci. 234, 1-37 (2010).
- Richtering, W. Responsive Emulsions Stabilized by Stimuli-Sensitive Microgels: Emulsions with Special Non-Pickering Properties. Langmuir. 28 (50), 17218-17229 (2012).
- Wiese, S., Spiess, A. C., Richtering, W. Microgel-Stabilized Smart Emulsions for Biocatalysis. Angew. Chem. Int. Edit. 52 (2), 576-579 (2012).
- Schmitt, V., Ravaine, V. Surface compaction versus stretching in Pickering emulsions stabilised by microgels. Curr. Opin. Colloid In. 18 (6), 532-541 (2013).
- Wellert, S., Richter, M., Hellweg, T., von Klitzing,, R,, Hertle, Y. Responsive Microgels at Surfaces and Interfaces. Z. Phys. Chem. 229 (7-8), 1-26 (2015).
- Li, Z., Harbottle, D., Pensini, E., Ngai, T., Richtering, W., Xu, Z. Fundamental Study of Emulsions Stabilized by Soft and Rigid Particles. Langmuir. 31 (23), 6282-6288 (2015).
- Deshmukh, O. S., van den Ende, D., Stuart, M. C., Mugele, F., Duits, M. H. G. Hard and soft colloids at fluid interfaces: Adsorption, interactions, assembly & rheology. Adv. Colloid Interfac. 222, 215-227 (2015).
- Serpe, M. J., Kim, J., Lyon, L. A. Colloidal Hydrogel Microlenses. Adv. Mater. 16 (2), 184-187 (2004).
- Schmidt, S., Zeiser, M., Hellweg, T., Duschl, C., Fery, A., Möhwald, H. Adhesion and Mechanical Properties of PNIPAM Microgel Films and Their Potential Use as Switchable Cell Culture Substrates. Adv. Func. Mater. 20 (19), 3235-3243 (2010).
- Xia, Y., He, X., et al. Thermoresponsive Microgel Films for Harvesting Cells and Cell Sheets. Biomacromolecules. 14 (10), 3615-3625 (2013).
- Guan, Y., Zhang, Y. PNIPAM microgels for biomedical applications: from dispersed particles to 3D assemblies. Soft Matter. 7 (14), 6375 (2011).
- Yunker, P. J., Chen, K., Gratale, M. D., Lohr, M. A., Still, T., Yodh, A. G. Physics in ordered and disordered colloidal matter composed of poly(N-isopropylacrylamide) microgel particles. Rep. Prog. Phys. 77 (5), 056601-056629 (2014).
- Lohr, M. A., Still, T., et al. Vibrational and structural signatures of the crossover between dense glassy and sparse gel-like attractive colloidal packings. Phys. Rev. E. 90 (6), 062305 (2014).
- Dreyfus, R., Xu, Y., Still, T., Hough, L. A., Yodh, A. G., Torquato, S. Diagnosing hyperuniformity in two-dimensional, disordered, jammed packings of soft spheres. Phys. Rev. E. 91 (1), 012302-012312 (2015).
- Kojima, H., Tanaka, F. Reentrant volume phase transition of cross-linked poly(N-isopropylacrylamide) gels in mixed solvents of water/methanol. Soft Matter. 8 (10), 3010-3011 (2012).
- Hofmann, C. H., Plamper, F. A., Scherzinger, C., Hietala, S., Richtering, W. Cononsolvency Revisited: Solvent Entrapment by N-Isopropylacrylamide and N, N-Diethylacrylamide Microgels in Different Water/Methanol Mixtures. Macromolecules. 46 (2), 523-532 (2013).
- Bischofberger, I., Calzolari, D. C. E., Trappe, V. Co-nonsolvency of PNiPAM at the transition between solvation mechanisms. Soft Matter. 10 (41), 8288-8295 (2014).
- Virtanen, O. L. J., Richtering, W. Kinetics and particle size control in non-stirred precipitation polymerization of N-isopropylacrylamide. Colloid Polym. Sci. 292 (8), 1743-1756 (2014).
- Virtanen, O. L. J., Ala-Mutka, H. M., Richtering, W. Can the Reaction Mechanism of Radical Solution Polymerization Explain the Microgel Final Particle Volume in Precipitation Polymerization of N-Isopropylacrylamide? Macromol. Chem. Phys. 216 (13), 1431-1440 (2015).
- Glatter, O. A new method for the evaluation of small-angle scattering data. J. Appl. Crystallogr. 10 (5), 415-421 (1977).
- Svergun, D. I. Determination of the regularization parameter in indirect-transform methods using perceptual criteria. J. Appl. Crystallogr. 25 (4), 495-503 (1992).
- Glatter, O. Convolution Square Root of Band-Limited Symmetrical Functions and Its Application to Small-Angle Scattering Data. J. Appl. Crystallogr. 14, 101-108 (1981).
- Glatter, O., Hainisch, B. Improvements in Real-Space Deconvolution of Small-Angle Scattering Data. J. Appl. Crystallogr. 17, 435-441 (1984).
- Cheezum, M. K., Walker, W. F., Guilford, W. H. Quantitative Comparison of Algorithms for Tracking Single Fluorescent Particles. Biophys. J. 81 (4), 2378-2388 (2001).
- Wöll, D., Kölbl, C., Stempfle, B., Karrenbauer, A. A novel method for automatic single molecule tracking of blinking molecules at low intensities. Phys. Chem. Chem. Phys. 15 (17), 6196-6205 (2013).
- Saxton, M. J., Jacobson, K. Single-particle tracking: Applications to membrane dynamics. Annu. Rev. Bioph. Biom. 26, 373-399 (1997).
- Pusey, P. N., van Megen, W. Detection of small polydispersities by photon correlation spectroscopy. J. Chem. Phys. 80 (8), 3513 (1984).
- Stieger, M., Pedersen, J. S., Richtering, W., Lindner, P. Small-angle neutron scattering study of structural changes in temperature sensitive microgel colloids. J. Chem. Phys. 120 (13), 6197-6206 (2004).
- Wu, X., Pelton, R. H., Hamielec, A. E., Woods, D. R., McPhee, W. The kinetics of poly(N-isopropylacrylamide) microgel latex formation. Colloid Polym. Sci. 272, 467-477 (1994).
- Weeks, E. R., Weitz, D. A. Subdiffusion and the cage effect studied near the colloidal glass transition. Chem. Phys. 284 (1-2), 361-367 (2002).
- Ernst, D., Köhler, J., Weiss, M. Probing the type of anomalous diffusion with single-particle tracking. Phys. Chem. Chem. Phys. 16 (17), 7686-7691 (2014).
- Virtanen, O. L. J. FitIt! (Version 1.1.4). , Available from: https://www.github.com/ovirtanen/fitit (2015).
- Provencher, S. W. A Constrained Regularization Method For Inverting Data Represented By A Linear Algebraic or Integral Equations. Comput. Phys. Commun. 27 (3), 213-227 (1982).
- Holtzer, L., Meckel, T., Schmidt, T. Nanometric three-dimensional tracking of individual quantum dots in cells. Appl. Phys. Lett. 90 (5), 053902-053904 (2007).
- Diezmann, A. V., Lee, M. Y., Lew, M. D., Moerner, W. E. Correcting field-dependent aberrations with nanoscale accuracy in three-dimensional single-molecule localization microscopy. Optica. 2 (11), 985-989 (2015).
- Neutrons, X-rays and Light: Scattering Methods Applied to Soft Condensed Matter. Lindner, P., Zemb, T. , North Holland Delta Series. Amsterdam. (2002).
