Summary
Niet-geroerde precipitatie polymerisatie geeft een snelle, reproduceerbare prototyping aanpak van de synthese van stimuli-gevoelige poly (N -isopropylacrylamide) microgels smalle grootteverdeling. In dit protocol synthese, lichtverstrooiing karakterisering en enkel deeltje fluorescentie volgen van deze microgels in een wide-field microscopie setup worden gedemonstreerd.
Abstract
Stimuli-gevoelige poly (N -isopropylacrylamide) (PNIPAM) microgels hebben verschillende potentiële praktische toepassingen en toepassingen in fundamenteel onderzoek. In dit werk, gebruiken we enkel deeltje het volgen van fluorescent gelabelde PNIPAM microgels als een showcase voor tuning microgel grootte door een snelle niet-geroerd neerslag polymerisatie procedure. Deze benadering is geschikt voor prototypen nieuwe reactiesamenstellingen voorwaarden of voor toepassingen die geen grote hoeveelheden product vereisen. Microgeldeeltje synthese, deeltjesgrootte en de structuur bepaling door dynamische en statische lichtverstrooiing worden beschreven in het protocol. Er wordt aangetoond dat de toevoeging van functionele comonomeren grote invloed op de deeltjes- nucleatie en structuur hebben. Afzonderlijke deeltjes volgen van wide-field fluorescentie microscopie maakt een onderzoek van de verspreiding van gemerkte tracer microgels in een geconcentreerde matrix ongelabelde microgels, een systeem gemakkelijk onderzocht doorandere werkwijzen zoals dynamische lichtverstrooiing.
Introduction
Stimuli-gevoelige poly (N -isopropylacrylamide) (PNIPAM) microgels 1,2 zijn continue rente over de afgelopen twee decennia aangetrokken omwille van hun potentieel in diverse slimme toepassingen. Aantoonbare use cases bevatten schakelbare emulsiestabilisatoren 3-8, microlenzen 9, celkweek substraten voor gemakkelijke cel oogsten 10,11, en slimme dragers voor verbindingen met laag molecuulgewicht en andere biomedische gebruikt 12. Vanuit een fundamenteel onderzoek oogpunt van deze deeltjes zijn bewezen nuttig zijn voor het onderzoeken van onderwerpen, zoals colloïdale interacties 13-15 en polymeer-oplosmiddel interacties 16-18.
Succesvolle gebruik van PNIPAM microgels en derivaten daarvan in een bepaalde toepassing vereist gewoonlijk kennis van de gemiddelde deeltjesgrootte en breedte van de deeltjesgrootteverdeling. Voor de juiste interpretatie van de experimentele resultaten met betrekking tot PNIPAM microgels, de deeltjesstructuur, die kan worden beïnvloed door functionele comonomeren, moet gekend worden. Dynamische en statische lichtverstrooiing (DLS en SLS respectievelijk) zijn uitermate geschikt voor het verkrijgen van deze informatie, omdat deze werkwijzen zijn snel en relatief eenvoudig te gebruiken; en ze sonde het deeltje eigenschappen niet-invasief in hun eigen omgeving (dispersie). DLS en SLS ook gegevens verzamelen van de enorme aantal deeltjes vermijden van de vertekening die voortvloeien uit kleine steekproeven, typisch voor microscopie methoden. Daarom is het eerste doel van dit werk is om goede praktijken in te voeren ten aanzien van lichtverstrooiing voor beoefenaars nieuwe colloïdale karakterisering.
Typisch wordt precipitatie polymerisatie in laboratoriumschaal uitgevoerd en vinden van de juiste reactieomstandigheden voor specifieke deeltjeseigenschappen kan moeizaam en vereist vele herhalingen van de synthese. In tegenstelling tot grote batch synthese, niet-geroerde precipitatie polymerisatie 19,20 is arAPID procedure waarbij batches van verschillende reactantsamenstelling kunnen worden gepolymeriseerd gelijktijdig meegevende deeltjes smalle grootteverdeling. Gelijktijdige polymerisatie minimaliseert experimentele variatie en grote output betekent dat de juiste reactie-omstandigheden snel kan worden gevonden voor opschaling van de reactie. Vandaar ons tweede doel is om het gebruik van niet-geroerde precipitatie polymerisatie aantonen prototyping en toepassingen die een grote hoeveelheid product vereisen.
Verschillende aspecten van de synthese en karakterisering komen samen in het voorbeeld van toepassing van fluorescent gemerkte PNIPAM microgels in colloïdale interactie onderzoek. Hier gebruiken we zeer nauwkeurige enkel deeltje volgen van de verspreiding van gemerkte tracer microgels in dispersie van ongelabelde matrix microgels over een breed matrix concentratiegebied te onderzoeken en op te lossen de kooi effect in geconcentreerde colloïdale dispersie. Wide-field fluorescentie microscopie is goed geschikt for dit doel kan het specifieke gedrag van enkele tracer moleculen karakteriseren van een groot aantal potentieel verschillende soorten matrix. Dit is in tegenstelling tot technieken zoals DLS, SLS en reologie, die het geheel gemiddelde eigenschappen van verschillende metingen en daarom kan het gedrag van kleine aantal probe deeltjes niet worden gevonden in een groot systeem. Verder in dit specifieke voorbeeld lichtverstrooiing conventionele werkwijzen kunnen niet worden ook gebruikt door de hoge concentratie van deeltjes, wat leidt tot een sterke meervoudige verstrooiing ongeldig maakt standaardanalyse. Het gebruik van geautomatiseerde verwerking van gegevens en statistische methoden mogelijk te maken analyse van de totale gedrag van het systeem ook voor enkel deeltje tracking, gemiddeld over grote steekproeven.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Microgel Synthesis
OPMERKING: N -isopropylacrylamide (NIPAM) werd herkristalliseerd uit n-hexaan. Andere reagentia werden gebruikt zoals ontvangen.
- Conventionele Batch Synthese van poly (NIPAM) Matrix Microgels
- Los op 1,8 g NIPAM en 24 mg N, N'-bisacrylamide (BIS) in 245 ml gefiltreerd (0,2 urn geregenereerde cellulose (RC) membraanfilter) dubbel gedestilleerd water in een 500 ml driehals rondbodemkolf voorzien van een terugvloeikoeler, een roerder en een rubberen septum.
- Plaats een thermometer en een 120 mm naald voor de stikstof ingevoerd via de septum.
- Verwarm de oplossing tot 60 ° C, onder roeren. Deoxygenate de oplossing door spoelen met stikstof gedurende 40 min.
- Tegelijkertijd bereidt een initiatoroplossing van 155 mg kaliumpersulfaat (KPS) in 5 ml gefiltreerd dubbel gedestilleerd water en de oplossing borrelen met stikstof om zuurstof te verwijderen.
- Breng de volledige 5 ml KPS solution in een stikstof-gewassen spuit uitgerust met een 120 mm naald.
- Til het stikstofatoom naald boven het vloeistofniveau in de driehalskolf en voeg de KPS oplossing snel door de rubber septum in de reactor.
- Laat de polymerisatie verlopen gedurende 1 uur onder een stikstofstroom en langzaam roeren bij 60 ° C.
- Gebruik een Buchner trechter en filter papier om de hete reactie-oplossing filteren om grote aggregaten te verwijderen. Laat de dispersie afkoelen.
- Centrifugeer opnieuw te dispergeren en de dispersie drie keer gedurende 40 min bij 257.000 xg en tenslotte opnieuw te dispergeren het sediment in een minimale hoeveelheid levensvatbare dubbel gedestilleerd water. Dit is typisch 2-4 ml.
- Lyofiliseren de dispersie voor het opslaan.
- Niet-geroerde Synthese van fluorescent gelabelde Poly (NIPAM) Microgels
- Weeg 257,7 mg NIPAM, 3,5 mg BIS, en 1,5 mg methacryloxyethyl -thiocarbamoyl rhodamine B (kleurstof) in glazen vat en voeg 10 ml van gefilterde dubbel destillerened water.
- Ultrasonicate de kleurstof-monomeeroplossing gedurende 15 min om de kleurstof op te lossen in water.
- Bereid dezelfde oplossing zonder kleurstof in een afzonderlijk glazen vat.
- Bereid verschillende verdunningen van de monomeeroplossing met de kleurstof met de monomeeroplossing zonder kleurstof een concentratiereeks met verschillende kleurstofconcentraties verkrijgen. In dit werk gebruiken kleurstof in het concentratiegebied van 0,02-0,1 mmol / L.
- Los op 8,4 mg KPS in 10 ml dubbel gedestilleerd water gefilterd om de initiatoroplossing krijgen.
- Transfer 0,5 ml van de concentratiereeks en 0,5 ml van de oplossing KPS buizen testen met diameter 10 mm om de uiteindelijke reactieoplossingen verkrijgen en verzegeld met rubber septa.
- Verwarm een oliebad in een dubbelwandige glazen vat aangesloten op een verwarmingspomp tot 63 ° C.
- Deoxygenize de reactieoplossingen door spoelen met stikstof tot 120 mm naalden 20 min.
- Plaats de buizen in afloating platform en dompel het platform in de voorverwarmde oliebad. Stel de temperatuur tot 60 ° C. Initiële hogere temperatuur van het bad is nodig omdat de oplossingen kamertemperatuur afkoelen het bad. Voor het precieze deeltjesgrootte tuning de temperatuur tijdens de eerste reactie moet streng zijn, gewoonlijk ± 0,1 ° C.
- Laat de reactie doorgaan gedurende een geschikte tijd. Gewoonlijk 1 uur voldoende.
- Breng de reactiebuizen spoedig een oven bij 60 ° C en zet een druppel hete dispersie 10 ml dubbel gedestilleerd water gefilterd voorverwarmd via PNIPAM volume faseovergangstemperatuur (VPTT, 32 -34 ° C) 1, voor DLS karakterisering in de ingeklapte toestand.
- Laat de rest van de dispersies afkoelen tot kamertemperatuur en overbrengen naar centrifugebuizen.
- Centrifugeer de oplossing drie keer gedurende 40 min bij 257.000 xg en verdun de microgels uiteindelijk in 2 ml gefilterd dubbel gedestilleerd water for gebruik als tracer deeltjes.
2. Light Scattering karakterisering
- Hydrodynamische straal Bepaling in opgevouwen toestand van Dynamic Light Scattering
- Was cuvettes en glaswerk met aceton damp.
- Verhit 10 ml gefilterd (bijvoorbeeld, 200 nm of kleiner RC-filter) dubbel gedestilleerd water over PNIPAM VPTT.
- Transfer een druppel hete dispersie het gefilterde water via een voorverwarmde naald (0,9 x 40 mm) en injectiespuit (1 ml).
- Temperen de DLS goniometer index match bad tot 50 ° C en de overdracht van het monster naar het instrument zonder dat ze afkoelen.
- Vindt de grootste verstrooiingshoek waarbij de verstrooide intensiteit is voldoende om een correlogram door het uitvoeren van testmetingen verwerven.
- Analyse-kuvet (10 mm diameter glazen buis met 1 ml deeltje dispersie). Beweeg de detector arm om kleine verstrooiing hoek (hier 30 °).
- Controleer de balk profiel for meervoudige verstrooiing: geen gloed rond de primaire straal, geen meervoudige verstrooiing, enz. Controleer of de telling serie is geschikt voor metingen aan scherpe verstrooiingshoek (afstand tussen 30 en 600 kHz; rechterbovenhoek van het softwarevenster..)
- Beweeg de goniometer arm hoogste verstrooiing hoek (kies 120 ° hier). Controleer of de telling is nog steeds hoog genoeg is voor de meting (tussen de 30 en 600 kHz). Als de intensiteit te laag is, zet u de arm te laten zakken verstrooiing hoek.
- Controleer de bundel visueel door de tolueen bad glas op het laagste verstrooiing hoek, als gloed rond de invallende bundel meervoudige verstrooiing wordt waargenomen plaatsvindt. In dit geval verminderen de laserintensiteit of een hogere verdunning.
- Verwerven 20 correlograms tussen de minimale en maximale verstrooiingshoek (bijvoorbeeld 30 ° - 140 °) minimale acquisitietijd van 60 sec. Verhoging van de acquisitie tijd voor zwakke intensiteit grote verstrooiing hoekenindien nodig.
- Data Analysis 37
- Bereken verstrooiing vector grootheden voor de verstrooiingshoek volgens
, Waarin n de brekingsindex van de dispersie, 
de golflengte van de laser onder vacuüm en 
de verstrooiing hoek. - In het geval de meting software biedt de intensiteit correlatiefunctie
, Transformeren elektrische veld correlatiefunctie 
volgens 
. Parameter 
is een oninteressante instrumenteel parameter gerelateerd aan de mate van ruimtelijke coherentie van het verstrooide licht over de detector gebied. - Voer cumulant analyse van correlograms, dat wil zeggen, past tweede orde polynoom met de logaritme van elk elektrisch veld correlatiefunctie
door lineaire kleinste kwadraten. verschijnt als het snijpunt van de pasvorm en de exacte waarde is niet van belang voor de gegevensanalyse. Beperken de pasvorm een zinvolle vertragingstijd τ waarde, bijvoorbeeld, zodat de correlatie amplitude 10 - 20% van de maximale amplitude. De coëfficiënt van de eerste orde term is de gemiddelde vervalsnelheid van de correlatiefunctie, 
. - Vind de meest waarschijnlijke waarde voor de gemiddelde diffusiecoëfficiënt
van de deeltjes door lineaire kleinste kwadraten op 
. Als tegen 
lijkt niet lineair en gaat door de oorsprong in de fout, de deeltjesgrootteverdeling breed en hydrodynamische radius zal slecht gedefinieerd. - Bereken het gemiddelde hydrodynamische straal van de Stokes-Einstein relatie
waar 
is de Boltzmann-coëfficiënt, 
de absolute temperatuur en 
de viscositeit van de dispersie bij . Propageren de standaardafwijking van naar 
. - Particle Structuur Bepaling van Static Light Scattering
- Was cuvettes en glaswerk met aceton damp. Met 20 mm diameter of groter cuvettes het cilindrische lenseffect minimaliseren.
- Filter (200 nm RC filter of kleiner) van ongeveer 20 ml dubbel gedestilleerd water aan een glazen flesje en breng een druppel gezuiverd dispersie aan de flacon. Was het filter met 10 ml water alvorens het te gebruiken voor de monstervoorbereiding om onzuiverheden resteert uit het productieproces te verwijderen.
- Controleer monster tegen omgevingslicht bron. Als blauwe tint wordt waargenomen, het monster waarschijnlijk te concentreren. Verdunnen dienovereenkomstig.
- Bereid achtergrond watermonster door spoelen de cuvet meerdere malen met gefilterd water en vul daarna passende monstervolume, afhankelijk van de cuvette en de laser positie in het instrument. De laser moet door het monster passeren zonder te worden gebroken uit de meniscus.
- Kalibreren van de instrument gebruik van een tolueen monster.
- Meet water verstrooiing (achtergrond) het gehele beschikbare hoekbereik.
- Meet de verstrooiing intensiteit van het monster gedurende de beschikbare hoekgebied voorkeur bij verschillende golflengten. De verstrooiing patroon genormaliseerd naar de voorwaartse verstrooiing intensiteit bekend als de vormfactor.
- Als deeltje structuur bekend is, gebruik dan het juiste model uitdrukking aan de mondiale fit te berekenen op de datasets gemeten bij verschillende golflengten.
- Om onbekende deeltje structuur gebruik geregulariseerd directe (zoals FitIt! 33) of een meer algemene indirecte inverse Fourier-transformatie 21,22 routine in combinatie met deconvolutie van het paar afstand distributie functie (alleen voor bolvormige deeltjes) 23,24 voor ongeveer de indeling van de deeltjesfysica type.
- Indien de fitting of inversie routine geeft een schatting van het deeltje straal verdelingsfunctie Bereken de polydispersiteitindex (standaardafwijking van de verdeling gedeeld door het gemiddelde).
3. Particle Tracking door Wide-field fluorescentiemicroscopie
OPMERKING: Tracer en matrixdeeltjes van 465 ± 7 nm en 405 ± 7 nm hydrodynamische straal bij 20 ° C, respectievelijk, werden toegepast voor particle tracking.
- monstervoorbereiding
- Bereid geconcentreerde matrix microgel dispersie door het opnieuw dispergeren bekende hoeveelheid van gevriesdroogde ongelabelde microgel bekende hoeveelheid dubbel gedestilleerd water. Voeg een kleine hoeveelheid gemerkte tracer deeltjes.
- Bevestig de geschikte tracer microgel-concentratie in de microscoop. De optimale concentratie is een compromis tussen gelijktijdige verwerving van maximum aantal sporen, terwijl de tracerconcentratie laag genoeg zodat de kans dat de tracer deeltjessporen steken tijdens de overname te verwaarlozen.
- Bereid geconcentreerde dispersies door verdampenwater in een oven. Bepaal gewichtsconcentratie door vergelijking van het gewicht van de dispersie tot het oorspronkelijke gewicht van het monster voor verdamping.
- Data Acquisition and Analysis
- Gebruik een geschikte objectief lens van de gewenste vergroting en diafragma voor excitatie van de tracers en gelijktijdige fluorescentie collectie van het monster. In dit werk, gebruik dan een 100X / 1,3 NA olie-immersie objectief.
- Plaats het vocht kamer op een xyz-piëzo tafel, die past in een commerciële microscoop.
- Om het monster uit uitdroging te voorkomen, plaatst u een plasma schoongemaakt dekglas in het vocht kamer en pipet 10 ul van poly (NIPAM) spreiding van de gewenste concentratie op de slip.
- Afhankelijk van de excitatie- en emissiespectra van de fluorescerende kleurstof, met een geschikte laser voor excitatie en stel het laservermogen gepast. De intensiteit moet voldoende laag is om snel fotobleken van de kleurstoffen te voorkomen, maar optegelijkertijd sterk genoeg voor nauwkeurige positionering afzonderlijk deeltje (zie hieronder). In dit werk gebruikt een 561 nm dpss-laser en houdt het laservermogen constant op 16 mW (ca. 0,5 kW cm -2 het monster) voor alle metingen.
- Om homogeen monster belichting te verkrijgen, gebruik maken van de kritische verlichting setup hier beschreven. Hiervoor stel de laser in een multimode fiber (NA 0,22 ± 0,02, 0,6 mm kern diameter), schud de vezel met behulp van een vortexer om tijdelijk gemiddelde uit laser spikkels, en projecteren de vezel uiteinde in het monster vlak.
- IJk de z-afstand vanaf de achterkant reflectie van het deksel slip en focus meerdere micrometer in het monster door de doelstelling iets omhoog te bewegen en zet de z-positie met behulp van een z-compensator. Dit voorkomt eventuele interface van effecten met het dekglaasje.
- De instelbare parameters, zoals belichtingstijd, de sterkte van het fluorescentiesignaal. In dit geval een EMCCD cameramet belichtingstijd van 0,1 sec, elektron vermenigvuldigen modus en winst van 50.
- Verwerven verschillende films met het juiste aantal frames voldoende vertragingstijd de gemiddelde kwadratische verplaatsing van de microgels in verschillende delen van het monster te berekenen verkrijgen. In dit werk gebruiken overname framenummers van 500 of 1000 frames.
- Analyseer de gegevens die door het plaatsen van de deeltjes in elk frame met behulp van Gauss-fitting 25 en het gebruik van een geschikte particle-tracking algoritme 26 om de gemiddelde vierkante verplaatsing te verkrijgen. 27 Bereken gemiddelde waarden en standaarddeviatie door het gemiddelde over alle tracks in alle films. Bereken de lange aanlooptijd diffusie coëfficiënten door lineaire regressie uit
waar 
is de gemiddelde vierkante verplaatsing, D de gemiddelde diffusiecoëfficiënt en T knoppen de vertragingstijd. - EstiMate de anomalie parameter γ van de afwijkende diffusie vergelijking
door het transformeren van de gegevens op logaritmische schaal, waarbij 
. De anomalie parameter 
wordt gegeven door de afgeleide van het perceel. Het derivaat kan worden geschat door de eindige verschillen van de gegevens punten, en het aanpassen van de gegevens punten door veeltermfuncties en differentiëren analytisch. Bepaal de voldoende mate van de kromme door deze functies door het uitzetten van de fit residuen en residuele norm voor het verhogen van polynoom orde. - Herhaal deze procedure voor de verschillende concentraties van de microgel matrices.
- Bereken verstrooiing vector grootheden voor de verstrooiingshoek volgens
, Waarin n de brekingsindex van de dispersie, 
de golflengte van de laser onder vacuüm en 
de verstrooiing hoek. 
, Transformeren elektrische veld correlatiefunctie 
volgens 
. Parameter 
is een oninteressante instrumenteel parameter gerelateerd aan de mate van ruimtelijke coherentie van het verstrooide licht over de detector gebied. 
door lineaire kleinste kwadraten. 
. 
van de deeltjes door lineaire kleinste kwadraten op 
. Als
lijkt niet lineair en gaat door de oorsprong in de fout, de deeltjesgrootteverdeling breed en hydrodynamische radius zal slecht gedefinieerd. 
waar 
is de Boltzmann-coëfficiënt, 
de absolute temperatuur en 
de viscositeit van de dispersie bij 
. 
waar 
is de gemiddelde vierkante verplaatsing, D de gemiddelde diffusiecoëfficiënt en T knoppen de vertragingstijd. 
door het transformeren van de gegevens op logaritmische schaal, waarbij 
. De anomalie parameter 
wordt gegeven door de afgeleide van het perceel. Het derivaat kan worden geschat door de eindige verschillen van de gegevens punten, en het aanpassen van de gegevens punten door veeltermfuncties en differentiëren analytisch. Bepaal de voldoende mate van de kromme door deze functies door het uitzetten van de fit residuen en residuele norm voor het verhogen van polynoom orde. Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Het aantal PNIPAM microgeldeeltjes in de batch, en dus het eindvolume deeltje, wordt het begin van de reactie bepaald gedurende de kiemvorming fase 20 hydrofobe comonomeer kleurstof methacryloxyethyl thiocarbamoyl rhodamine B beïnvloedt de kiemvorming door vermindering van het aantal deeltjes dichtheid in de batch. De daling deeltjesconcentratie voor twee verschillende initiële NIPAM concentraties kunnen worden beschouwd als verhoging van de gemiddelde eindvolume deeltje in opgevouwen toestand bij toenemende kleurstof concentratie figuur 1. De volumetoename kan worden toegeschreven aan het hydrofobe comonomeer kleurstof, die bevordert microgel kernen aggregatie op vroege reactietijden, het verminderen van de deeltjesconcentratie en de uiteindelijke deeltjes zullen verhogen.
Resultaten van een succesvolle DLS measurements worden getoond in Figuur 2. Voor de zes kleinste uiteindelijke deeltjesvolume batches lineair verband tussen de gemiddelde vervalsnelheid Γ 2 op q 2 en zero y-as binnen de fout aangeven dat de deeltjesgrootteverdeling voor deze partijen zijn relatief smal en een goed -defined schatting voor de gemiddelde diffusiecoëfficiënt kan worden verkregen uit de helling van de lineaire fit. Figuur 3 toont een ingewikkelder resultaat van de twee grootste volume batches, waarbij Γ 2 afwijkt van het lineaire gedrag in de tussenliggende q bereik. De niet-lineariteit is afkomstig van de vormfactor (hoek verstrooiingspatroon) minimum samenvalt met deze q waarden. 28 Het verschijnsel betrokken verschijnsel voor deeltjes met afmetingen vergelijkbaar met de golflengte van de invallende laserstraling en zelfs een matige deeltjesgrootteverdeling breedte. Bepaling van diffusiecoëfficiënt in deze q figuur 3, Γ 2 geeft het gemiddelde weer gedrag bij hoge q, waarbij alle korrelgroepen gelijkmatiger bijdragen aan de totale verstrooide intensiteit. Een eenvoudige manier om een redelijke schatting van de gemiddelde diffusiecoëfficiënt verkrijgen de tussenliggende Γ 2 waarden van de lineaire fit sluiten. Indien de vormfactor van de deeltjes bekend zijn, kan een meer uitgebreide bevestigingsmethode worden toegepast 28.
Het bepalen van de hydrodynamische volume in opgevouwen toestand zonder dat de monsters afkoelen onder de PNIPAM VPTT verzekert dat de niet-gegeleerde sol fractie niet heeft losgemaakt van de deeltjes. Dus het volume in de ingeklapte toestand geeft de massa en het aantal van de deeltjes tijdens de polymerisatie, wat belangrijk is als de fundamental eigenschappen van de neerslag polymerisatie worden onderzocht 20. Volume in opgevouwen toestand ook goed voor het vergelijken van verschillende reactieparameters, omdat het onafhankelijk is van de zweleigenschappen en de fractie van niet-gegeleerde polymeer in de deeltjes geregeld door de hoeveelheid verknopingsmiddel in het monomeermengsel. Kleinere afmetingen en hogere verstrooiing contrast in opgevouwen toestand vergemakkelijken ook de DLS karakterisering.
Statische lichtverstrooiing zijn gemeten bij twee golflengten van 642 nm en 404 nm voor de matrix en tracer deeltjes worden getoond in figuur 4 Visuele inspectie van de hoek verstrooiing patronen blijkt dat de deeltjes goed gedefinieerd. Meerdere onderscheiden oscillaties typisch bolvormige deeltjes heel q geeft smalle polydispersiteit, namelijk 7% en 6% van de tracer en matrix microgels, respectievelijk. Smooth behavior bij lage q geeft aan dat de monsters voldoende verdund en geen significante deeltjesaggregatie aanwezig is. De toename van verstrooide intensiteit bij extreme q kan worden toegeschreven aan de verstrooiing als gevolg van de terug gereflecteerde bundel uit de binnenste wand cuvette. Inversie van de vormfactoren van de matrix deeltjes bevestigen typische microgel structuur 29 met dichte kern en radiaal profiel rottend dichtheid als gevolg van cross-linker copolymerisatie kinetiek 30 (zie kader). De stippellijn toont de form factor van de verwijzing harde bol met dezelfde gemiddelde gyrostraal als de matrix deeltjes. De experimentele vormfactor vergaat sneller dan q de harde bol vormfactor, die typisch is voor deeltjes met fuzzy oppervlak. Daarentegen tracer deeltjes vertonen onconventionele microgel structuur. Dit blijkt ook uit de verwijzing harde bol vormfactor, waaruit blijkt dat de experimentele vormfactor aanvankelijk nietverval sneller dan de referentie. Dit resultaat toont aan dat de integratie van kleurstofmoleculen bij microgels hun structuur, die moet worden verwerkt in de interpretatie van de resultaten kan beïnvloeden.
De hoge uniformiteit van de gesynthetiseerde deeltjes is van groot belang voor de studies van hun verspreiding in volume fracties rond de glasovergangstemperatuur om de evolutie van het gedrag in dit regime 13 nauwkeurig te bepalen, en vergelijk het met harde deeltjes 31. Daarom is een kleine fractie van gemerkte microgels werden gemengd met niet-gemerkte microgel van vergelijkbare grootte. Excitatie- en emissiespectra van microgel opgenomen kleurstofmoleculen met de excitatiegolflengte en filterconfiguratie gebruikt in de emissie pad zijn weergegeven in figuur 5. De absorptie en emissie maxima van methacryloxyethyl thiocarbamoyl rhodamine B dicht bij excitatie golflengte en fluorescentie verzamelen bereik,respectievelijk, waardoor een hoge collectie-efficiëntie in het deeltje tracking-setup. De tijdsevolutie van gemiddelde kwadratische verplaatsing van tracer microgels in verschillende niet-gemerkte microgel matrix concentraties worden weergegeven in figuur 6 en figuur 7 in lineaire en logaritmische schaal, respectievelijk. Bij lage microgel matrix concentraties de tracer deeltjes verspreiden zich snel. Hoewel ze zijn alleen toegankelijk voor een beperkt aantal frames voordat hij uit de focus vliegtuig, een redelijk goede schatting van hun gemiddelde vierkante verplaatsingen mogelijk is. De lineaire toename van de gemiddelde vierkante verplaatsing met de tijd geeft een normale diffusie gedrag voor alle lag keer gemeten. Voor microgel concentraties dicht bij de colloïdale glasovergang, dwz 29-36 mg / ml, de temporele evolutie van de gemiddelde kwadratische verplaatsingen wordt niet-lineair (zie figuur 7). Het gedrag lijkt op dat van colloïdale micrometer-sized PMMA deeltjes described door Weeks en Weitz 31 en kan worden gerelateerd aan de kooi effect. Zoals schematisch getoond in figuur 10, kan een gelabeld microgel in een dichte matrix nogal vrij diffunderen in de kooi. Daarom, de gemiddelde kwadratische verplaatsing lineair toeneemt in de eerste paar milliseconden. Aangezien deeltjes worden ingevangen in voorbijgaande kooien gevormd door hun buren, collectieve herschikking van de omringende microgels is noodzakelijk microgels verder bewegen. Deze kooi effect uit zich in een vrij ondiepe helling in het tweede gebied van figuur 7, en kan worden bevestigd door het inspecteren van de deeltjessporen in figuur 9. Op korte vertraging maal de deeltjes schudden in hun kooien, waar zij verlaten volstaat om weer gevangen. Op lange aanlooptijd tijden, is de lineaire diffusie gedrag hersteld. Kooi effecten kunnen worden geanalyseerd met anomale diffusie waarover de tijdsevolutie van de (tweedimensionaal gevonden) gemiddelde kwadratische displacement wordt uitgedrukt door een power wet in de tijd: 
of in de logaritmische vorm 
de parameter anomalie 
32. Voor normale diffusie, de parameter anomalie gelijk is aan 1, subdiffusion wordt vertegenwoordigd door onderstaande waarden 1. Figuur 8 geeft de temporele evolutie van de anomalie parameter direct bepaald uit de helling in het log-log-plot figuur 7. Voor de lagere concentraties microgels in onze studie, de parameter anomalie in principe gelijk aan 1. lag tijden 
in de orde van enkele seconden, de factor afwijkt van 1 naar lagere waarden. Dit gedrag is een artefact vanwege feit dat de axiale (z-) observatie bereik in wide-microscopie is beperkt tot enkele micrometers. De smalle z-range spant de analyse voor de snelle verspreiding op lange tijdsintervallen voor het snel diffunderen tracers bij lage concentraties matrix. Bij verhoging van de concentratie microgel, zien we dat het minimum van de parameter anomalie wordt veel groter en de overgang naar normale diffusie ( 
) Verschijnt later. Dit is een duidelijke indicatie van de kooi effect weergegeven voor dichte microgels systemen bij het naderen van hun glas overgangsregime.
Figuur 1:. Single volume deeltje in ingeklapte toestand met de eerste kleurstof-concentratie in de batch worden twee verschillende NIPAM concentraties werden gebruikt, 57,5 mmol dm -3 (zwarte cirkels) en 28,8 mmol dm -3 (grijze rechthoeken). 1 mol% verknopingsmiddel gebruikt. KPS aanvankelijke concentratie hetzelfde in alle batches op 1,56 mmol dm -3. Error bars geven de standaarddeviatie. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 2: Decay rate met het kwadraat van de verstrooiing vector magnitude voor de vier kleinste volume microgel batches Lineaire afhankelijkheid van. 
op q 2 en zero onderscheppen geven nauwe deeltjesgrootteverdeling en geeft aan dat goed gedefinieerde schatting van de gemiddelde diffusiecoëfficiënt kan worden berekend uit de helling van de lineaire fit. NIPAM concentraties waren 57,5 mmol dm -3 (rode vierkanten en oranje omgekeerde driehoeken) en 28,8 mmol dm -3 (rest van de symbolen). Dye concentraties waren 0,044 mmol dm -3 (rode vierkanten), 0,022 mmol dm -3 (oranje omgekeerde driehoeken), 0,088 mmol dm -3 (groene driehoeken), 0,066 mmol dm -3 (cyaan ruiten), 0,044 mmol dm -3 (donker blauwe driehoeken), en 0,022 mmol dm -3 (roze cirkels). klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 3:. Vervalsnelheid met het kwadraat van de verstrooiing vectormagnitude de twee grootste volume batches Niet-lineair gedrag van Γ 2 met q 2 in het centrale q bereik wordt veroorzaakt door de veranderingen in de intensiteit weging van signalen door verschillende afmetingsfracties in de nabijheid van de vormfactor minimum. NIPAM concentratie in de beide batches waren 57,5 mmol dm-3, De kleurstof concentraties 0,088 mmol dm -3 (zwarte cirkels) en 0,066 mmol dm -3 (rode driehoekjes). Faded symbolen werden uitgesloten van de lineaire fit. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 4: Vorm factoren van de gelabelde tracer en ongelabelde matrix deeltjes Voor beide deeltjes de form factor werd gemeten op twee golflengten, 642 nm (licht blauw en rood data punten) en 404 nm (groen en donker blauwe datapunten).. Solid lijnen zijn globale fit voor de 642 nm en 404 nm datasets. Gestippelde lijnen geven vormfactoren harde bol verwijzing deeltjes met dezelfde traagheidsstralen als matrix en tracer deeltjes (oranje en groene stippellijnen, respectievelijk.) Insets tonen genormaliseerd deeltjedichtheid profielen van de kern naar het oppervlak berekend, bijvoorbeeld FitIt! Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 5:. Excitatie en emissie spectra van de fluorescentie gelabelde microgeldeeltjes blauwe lijn geeft de excitatie en rode lijn emissie spectrum. Solid verticale lijn is de excitatiegolflengte. Gearceerde gebied geeft de fluorescentie collectie golflengtegebied. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 6: De gemiddelde vierkante displacement met vertragingstijd voor de tracer deeltjes. Ongelabeld matrix microgel concentraties 15,56 mg / ml (links), 22,05 mg / ml, 28,28 mg / ml, 28,67 mg / ml, 30,32 mg / ml, 31,13 mg / ml en 35,35 mg / ml. Points and error bars geven de experimentele waarden en standaarddeviatie, respectievelijk. Vaste lijnen lineaire fit voor de gegevenspunten. Inzet toont een wide-field fluorescentie microscoop van tracer microgels bij 35,35 mg / ml matrix concentratie. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 7:. Mean square als functie van vertraging van de tracer deeltjes in logaritmische schaal Ongelabeld matrix microgel concentraties 15,56 mg / ml (links), 22,05 mg / ml, 28,28 mg / ml, 28,67 mg / ml, 30,32 mg / ml, 31,13 mg / ml en 35,3 5 mg / ml. Points and error bars geven de experimentele waarden en standaarddeviatie, respectievelijk. Solid lijnen zijn polynoom past om de data punten. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 8:. Anomalie parameters vertragingstijd voor tracer deeltjes Ongelabeld matrix microgel concentraties 15,56 mg / ml (links), 22,05 mg / ml, 28,28 mg / ml, 28,67 mg / ml, 30,32 mg / ml, 31,13 mg / ml en 35,35 mg / ml. Points vertegenwoordigen derivaten geschat door eindige verschillen en ononderbroken lijnen analytisch berekend derivaten van de polynoom past in figuur 7. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 9:.. Particle tracks voor 12 tracer microgels in dispersie met 35,35 mg / ml matrix concentratie Clustering van tracks om onderscheidende blobs resultaten uit deeltjes van de tracer's wordt opgesloten in voorbijgaande kooien gevormd door hun niet-gemerkte buren Klik hier om een grotere versie te bekijken dit figuur.
Figuur 10:. Schematische weergave van de tracer microgel diffusie in geconcentreerde ongelabelde matrix microgel dispersie Red traject geeft snelle verspreiding van de tracers in de voorbijgaande kooien (blauwe stippellijn) wordt gevormd door de naburige deeltjes. Blue traject geeft lange aanlooptijd time diffusie mogelijk gemaakt door het collectief herschikking van de voorbijgaande kooien. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 11:. Lange vertraging diffusiecoëfficiënten met ongelabelde matrix microgel concentratie Bij lage matrix concentratie de diffusie van de tracer microgels wordt niet beïnvloed door de matrix deeltjes. Met de toenemende matrix microgel concentratie de lange tijd diffusie vertraagt ordes van grootte, omdat diffusie collectieve herschikking van de voorbijgaande kooien, waar de tracers zijn opgesloten nodig. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Toevoeging van kleine hoeveelheden functionele comonomeer kan een significant effect op de deeltjesgrootte en de structuur van de PNIPAM verkregen microgels bezitten. Gelijktijdig kleinschalige reageerbuis polymerisatie is een goede methode om rekening te houden met deze veranderingen, en helpt bij het snel vinden van de juiste reactant composities voor doel deeltjesgrootte voor het opschalen van de reactie als dat nodig is. De massa van de deeltjes bij benadering exponentieel afhankelijk van de polymerisatietemperatuur bij thermisch ontledende initiator, zoals KPS wordt gebruikt 20 en daarom moet men stabiele en nauwkeurige temperatuurregeling vast in de reactor voor een goede reproduceerbaarheid. Eindpartikel te volumes van conventionele ladingsgewijze reactie en niet-geroerde reactie zijn typisch in goede overeenstemming als men minimaliseert ladingsgewijze synthese gerelateerde storingen, zoals te heftig roeren van het reactiemengsel even uit temperatuurgradiënten in de grote reactor of overmatige hoeveelheid initiatoroplossing zodat de reactietemperatuur veranderingen tijdens de initiatieperiode.
Dynamische lichtverstrooiing is een gevestigde en snelle methode om diffusie gedrag van grote aantal deeltjes in situ bepalen. Het echter nodig is om data op meervoudige verstrooiing hoeken verwerven. DLS metingen op een willekeurige hoek die samenvalt met een vormfactor minimum of bij brede grootteverdeling leidt tot een schijnbare diffusiecoëfficiënt aanzienlijk verschilt van de gemiddelde diffusiecoëfficiënt van het monster. Dergelijke gevallen kunnen worden herkend uit niet-lineair gedrag in Γ 2 vs. q 2 plot. Voor het oplossen van brede of multimodale deeltjesgrootte distributies, kan men proberen een inverse Laplace transformatie-algoritme te gebruiken, zoals CONTIN 34. DLS is echter niet ideaal geschikt voor dit doel als gevolg van slecht geconditioneerde nature van de inversie probleem.
Voor zowel dynamische als statische lichtverstrooiing de monsters voldoende worden verdund tot meervoudige verstrooiing, die de routine gegevensanalyse ongeldig voorkomen. Voor vormfactor bepaling door SLS ook brekingsindexverschil van de deeltjes en oplosmiddel lage teneinde Mie verstrooiing, die eenvoudige vorm factoranalyse voorkomt vermijden. Aan deze voorwaarde is voldaan wanneer 
waar 
de straal gemiddelde deeltjes en 
het verschil tussen de brekingsindices van oplosmiddel en deeltjes. Voor microgels uitgebreid gezwollen met oplosmiddel aan dit criterium wordt voldaan, maar in het algemeen hebben de deeltjes contrast gepaard met een voldoende hoge brekingsindex oplosmiddel. Mie verstrooiing is te herkennen aan het vegen van de tHij form factor minima, een effect dat afneemt als het brekingsindexverschil afneemt.
Lichtverstrooiing werkwijzen ensemble gemiddelde informatie, dat een breed gebied deeltje volgen kan worden gebruikt om de diffusie gedrag van enkele deeltjes in reële ruimte onderzoeken. In tegenstelling tot deeltjes volgen op basis van lichtverstrooiing, de hoge gevoeligheid van fluorescentie maakt het volgen van kleine deeltjes, in het uiterste geval zelfs afzonderlijke moleculen. Bovendien kan de verhouding van gemerkte en niet-gemerkte deeltjes worden aangepast om ook nauwkeurig in sterk geconcentreerde oplossingen. Deeltje volgen verschaft daarom een model gratis manier om de diffusiecoëfficiënt en diffusiemodus van colloïden in situ zelfs waardoor een vergelijking van het gedrag van enkele deeltjes te bepalen. Lokalisatienauwkeurigheid van één tracers is gewoonlijk beter dan de diffractielimiet maar is afhankelijk van de signaal-ruis-verhouding van de fluorescentie signaal van enkele deeltjes op het wide-field setup. Aldus labeling met kleurstoffen die een hoge kwantumopbrengst, goede fotostabiliteit en een absorptiemaximum dicht bij de excitatiegolflengte vertonen een voorwaarde is voor goede resultaten. Tracer concentratie te laag worden gehouden om overschrijding van de trajecten van de verschillende deeltjes verstoren het volgen algoritme te minimaliseren. Voor geconcentreerde dispersies, kan de dichtheid van fluorescerende tracers worden aangepast door mengen gemerkte en niet-gemerkte deeltjes. Recent onderzoek op puntspreidingsfunctie techniek voor 3D deeltje volgen 35,36, die kan worden gebruikt om anisotrope diffusie in verschillende richtingen van de ruimte te onderzoeken.
Samengevat, nauwkeurige DLS karakterisering en kleinschalige reageerbuis polymerisatie bieden robuust kader voor hoge precisie tuning van de definitieve deeltje volume microgel. Lichtverstrooiing en fluorescentie particle-tracking technieken aanvullende informatie over het ensemble enenkel deeltje diffusie gedrag in de brede spreiding concentratiegebied. De combinatie van de synthese van goed gedefinieerde zachte deeltjes met de mogelijkheid om ze op te sporen in oplossingen van verschillende concentraties zullen van groot belang zijn voor het onderzoeken van de dynamica van zachte deeltjessystemen en een vergelijking met goed bestudeerd harde colloïde systemen.
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.
- 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.
- 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).
