Waiting
Login processing...

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

Chemistry

Fabrikasjon av sfærisk og orm-formet Micellar nanokrystaller ved å kombinere Electrospray, selvstendig montering og løsemiddelbaserte struktur kontroll

doi: 10.3791/56657 Published: February 11, 2018
1,2,3, 1,2,3, 1,2,3, 1,2,3, 1,2,3,4, 1,2,3, 1,2,3, 1,2,3, 1,2,3, 1,2,3

Summary

Dette arbeidet beskriver en metode for å dikte micellar nanokrystaller, en nye store klasse av nanobiomaterials. Denne metoden kombinerer ovenfra og ned electrospray, opp-selv-montering, og løsemiddelbaserte struktur. Metoden fabrikasjon er hovedsakelig kontinuerlig, kan produsere produkter av høy kvalitet og har en billig måte å struktur kontroll.

Abstract

Micellar nanokrystaller (micelles med encapsulated nanokrystaller) har blitt en nye store klasse av nanobiomaterials. Vi beskriver en metode å fabrikere micellar nanokrystaller basert på kombinere ovenfra og ned electrospray, opp-selvstendig montering og løsemiddelbaserte struktur kontroll. Denne metoden innebærer først bruker electrospray til å generere enhetlig Ultrafin væskedråper, hver fungerer som en mikro-reaktoren som selvstendig montering reaksjon oppstår danner micellar nanokrystaller, med strukturene (micelle form og nanocrystal innkapsling) kontrolleres av organisk løsemiddelet brukes. Denne metoden er hovedsakelig kontinuerlig og produserer høy kvalitet micellar nanocrystal med en billig struktur kontroll tilnærming. Ved å bruke en vann-blandbar organisk løsemiddel tetrahydrofuran (THF), kan orm-formet micellar nanokrystaller bli produsert på grunn av løsemiddel-indusert/tilrettelagt micelle fusion. Sammenlignet med den vanlige sfærisk micellar nanokrystaller, kan orm-formet micellar nanokrystaller tilby minimerte uspesifisert mobilnettet opptak, dermed forsterke biologiske målretting. Av co innkapsle flere nanokrystaller i hver micelle, kan multifunksjonelle eller synergistic effekter oppnås. Nåværende begrensninger av denne fabrikasjon metoden, som blir en del av det fremtidige arbeidet, inkluderer primært imperfektum innkapsling i micellar nanocrystal produktet og prosessen ufullstendig kontinuerlig natur.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Nanokrystaller som semiconductor kvante prikker (QDs) og superparamagnetiske jernoksid nanopartikler (SPIONs) har vist stort potensial for biologiske gjenkjenning, bildebehandling, manipulering og terapi1,2, 3,4,5,6. Innkapsle én eller flere nanokrystaller i en micelle har vært en brukte metoden til grensesnittet nanokrystaller med biologiske miljøer3,6. Dermed dannet micellar nanokrystaller (micelles med nanokrystaller innkapslet) har blitt en ny klasse av nanobiomaterials7,8,9,10. Vanlige metoder for å dikte micelles som innkapsler ulike materialer (f.eks, nanokrystaller, små molekyl narkotika og fargestoffer) inkluderer filmen hydration, dialyse og flere andre7,11.

Dette arbeidet beskriver en metode for fabrikasjon micellar nanokrystaller basert på kombinere ovenfra og ned electrospray, opp-selvstendig montering, og løsemiddel-mediert strukturelle kontroll. Sammenlignet med fabrikasjon av micellar nanokrystaller, vår metode har flere nyttige funksjoner: (1) det er i hovedsak kontinuerlig produksjonsprosessen. Denne funksjonen er hovedsakelig på grunn av det faktum at electrospray brukes i vår metode for å danne emulsjon dråper. Derimot bruke noen andre metoder vortexing eller sonication til emulsjon dråper, og dermed gjør disse metodene satsvise prosesser i naturen12. (2) det resulterer i produkter med høy vann-dispersibility, utmerket kolloidalt stabilitet og intakt fysiske funksjoner den innkapslede nanokrystaller. Denne prosessen kan ofte gi produkter med overlegen kvalitet sammenlignet med micelle innkapsling, i stor grad fordi electrospray kan danne Ultrafin og ensartet emulsjon dråper. (3) strukturer produkter, inkludert micelle form og antall innkapslede nanokrystaller, styres av løsemiddel, som er mye billigere sammenlignet med andre måter for kontroll for eksempel endre amphiphilic polymerene, og kan produsere ikke bare vanlig sfærisk micelle figur men ormen som micelle form via micelle fusion13. Dermed dannet orm-formet micellar nanokrystaller finnes å tilby sterkt redusert uspesifisert mobilnettet opptak enn sfærisk kolleger13. På den annen side, er det verdt å peke på at denne metoden krever oppsettet av en electrospray enhet, som er noe mer teknisk krevende (selv om langt fra uoverkommelige) enn behovet av instrumentering i andre metoder.

Fabrikasjon metoden innebærer først generere Ultrafin (ofte olje-på-vann emulsjon) væskedråper med uniform størrelser ved electrospray, etterfulgt av fordampning organisk løsemiddel resulterer i selvtillit forsamlingen for å danne micellar nanokrystaller (figur 1 ). Electrospray oppsettet har en koaksial konfigurasjon med konsentriske nåler: olje fasen, som inneholder amphiphilic blokk copolymers og hydrofobe nanokrystaller oppløst i organisk løsemiddel, leveres til indre nålen (27 G rustfritt stål kapillær ) med en sprøytepumpe; vann fasen, som inneholder en surfactant oppløst i vann, leveres til ytre nålen (20 G rustfritt stål treveis kontakt) med en andre sprøytepumpe. En høy spenning brukes koaksial munnstykket. Ultrafin dråper med uniform størrelser genereres innenfor segmentet bevegelig force overvinne overflatespenning og treghet stress i væsken. Hver dråpe egentlig fungerer som en "mikro-reaktoren", som på fjerning organisk løsemiddel av fordamping, den selvstendig montering "reaksjon" oppstår spontant på grunn av hydrofobe interaksjoner. Bruke forskjellige organiske løsemidler fører til ulike strukturer av micellar nanokrystaller: en vann-ikke blandbar organisk løsemiddel kloroform fører til sfærisk micelle form, mens et vann-blandbar organisk løsemiddel THF med lenge reaksjonen fører til ormen som micelle figur sammen med forbedret nanocrystal innkapsling.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Forsiktig: Bruk av organiske løsemidler, alle operasjoner skal skje på kjemiske avtrekksvifte. På grunn av bruk av høy elektrisk spenning, unngå kroppskontakt med apparatet når strømforsyningen er på. Bruke alle nødvendige sikkerhets praksis for eksempel bruk av personlig verneutstyr (vernebriller, hansker, laboratoriefrakk, full lengde bukser og lukket-toe sko). Se alle relevante sikkerhetsdatablader (MSDS).

1. oppsett av materialer

  1. For å forberede QD løsning, oppløse 10 mg hydrofobe QDs (fluorescerende utslipp peak bølgelengde = 605 nm, brukt som modell nanokrystaller her) i 20 mL organiske løsemidler (kloroform for produksjon sfærisk micelle figuren eller THF for produksjon av ormen som micelle figur) og Vortex for 20 s.
  2. For å forberede PS-pinne løsning, oppløse 100 mg PS-pinne (amphiphilic blokk kopolymer, med 9,5 kDA PS segment og 18,0 kDA PEG segment) i 10 mL organiske løsemidler (kloroform for produksjon sfærisk micelle figuren eller THF for produksjon av ormen som micelle figur). Mix løsningen ved vortexing for 1 min (kloroform) eller bad sonicate i 2 minutter (THF).
  3. Mix 1 mL av QD løsningen og 1 mL PS-pinne løsning og vortex i 1 Legg blandingen på sprøyten A. Sprøyten er laget av PTFE.
  4. For å forberede PVA løsning, løses 400 mg PVA (13-23 kDa, 87-89% hydrolyzed) i 10 mL vann i et oppvarmet vannbad ved 60-80 ° C for 4-5 h. Tillat PVA løsningen avkjøles til romtemperatur før bruk.
  5. Legge til 5 mL PVA løsning å sprøyte B. Sprøyten er laget av PTFE.

2. oppsett av utstyr

  1. Den indre kapillær inn ytre kapillær forsamlingen og forsiktig skru på plass. Ikke over trekk. Figur 2 viser det generelle oppsettet av koaksial electrospray systemet. Indre kapillær nålen er en 27 G (ytre diameter 500 µm, indre diameter 300 µm) rustfritt stål kapillær ytre nålen er en 20 G (ytre diameter 1000 µm, indre diameter 500 µm) rustfritt stål treveis kobling. PTEE-rør som brukes har en diameter på 1,8 mm.
  2. Legg i sprøyte A på sprøytepumpe A som vist i figur 2. Forbinde sprøyte A til den indre rustfritt stål kapillær av electrospray koaksial munnstykket med PTFE rør.
  3. Legg sprøyten B på sprøyten pumpe B som vist i figur 2. Koble sprøyten B til den ytre rustfritt stål kapillær av electrospray koaksial munnstykket med PTFE rør.
  4. Posisjon electrospray koaksial munnstykket tips ca 0,8 cm over en jordet stål ring (diameter på 1,5 cm).
  5. Sted en glass samling dish ca 10 cm under koaksial munnstykket.
  6. Med strømforsyningen slått av, kobler du bakken ledningen (svart wire i figur 2) til jordet stål ring.
  7. Med strømforsyningen slått av, kobler du positiv terminal (rød tråd i figur 2) av strømforsyningen til indre nålen med koaksial munnstykke med en metall alligator klipp.

3. produksjon av Micellar nanokrystaller

  1. Angi hastigheten av sprøytepumpe til 0,6 mL/t.
  2. Angi hastigheten på sprøyten pumpe B til 1,5 mL/t.
  3. Start begge sprøyte pumper og vente på deres respektive strømningshastigheter å stabilisere. DROPS danner ved munnstykket jevnt indikerer en stabil flow rate. Dette skjer vanligvis innen 60 s etter start sprøyte pumper.
    Merk: Det bør være noen bobler slangen og dråper bør danne ved electrospray koaksial munnstykket.
  4. Slå på strømforsyningen til en positiv høy spenning gjelder electrospray koaksial munnstykket. Justere anvendt spenning innen 5-9 kV, til en konkav kjegle-jet (dvs., en konvergent jet, kjent som en "Taylor kjegle") er observert på spissen av koaksial munnstykket (som vist i rammemargen i figur 3a).
    Forsiktig: Pass på ikke å ta electrospray munnstykke når høy spenning brukes. Følg nødvendige forholdsregler.
    Merk: Lite anvendt spenning vil føre til dråper dannes på tuppen av munnstykket (som vist i rammemargen i figur 3b), mens for høyt av anvendt spenning vil føre en elektrisk bue mellom munnstykket og jordet stål ring.
  5. Når en stabil Taylor kjegle (figur 3a) er oppnådd, legge 10 mL vaskebuffer vann til en ren samling rett og erstatte glass samling parabolen i oppsettet. Nye parabolen samler micellar nanocrystal produktet.
  6. Kjøre micellar nanocrystal prosessen for en viss varighet (for ca 40 min for å produsere sfærisk micelle figuren eller ca 90 min for å produsere ormen som micelle figur). Fjern samling rett fra under electrospray munnstykket.
  7. Stoppe sprøytepumpe A og B.
  8. Slå av høyspent strømforsyning.
  9. Tillate organisk løsemiddelet til å fordampe (i avtrekksvifte) fra avdekket samling rett over natten.
    Merk: Bedømme fra karakterisering resultatene av micellar nanocrystal produkter, er fordampning natten tilstrekkelig for å fjerne organiske løsemiddelet til å få produkter med god kvalitet.
  10. Til slutt, overføre micellar nanocrystal produktet til et 15 mL sentrifuge rør for karakterisering (f.eks, fluorescerende spektroskopi, dynamisk lysspredning, overføring elektronmikroskop og termisk analyse), program eller lagring. Siste micellar nanocrystal produktet skal oppbevares i kjøleskap på 4 ° C.
    Merk: Produktet kan forbli stabil under denne lagring tilstanden i minst en måned.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Figur 1 viser en skjematisk oppsummerer kontroll strukturer (figur og innkapsling) av micellar nanokrystaller av organisk løsemiddelet brukes i produksjonsprosessen. Kort, diklormetan fører til sfærisk micelles med ingen innkapsling av nanokrystaller; kloroform fører til sfærisk micelles med lav innkapsling flere nanokrystaller; THF fører til sfærisk micelles med høy innkapsling flere nanokrystaller på en kort reaksjonstid og orm-formet micelles med høy innkapsling flere nanokrystaller på en lang reaksjonstid, henholdsvis.

De micellar nanokrystaller med sfærisk form produsert med kloroform som organisk løsemiddel har en partikkelstørrelse ~ 35 nm (ved overføring elektronmikroskop (TEM); Figur 3a). En nøkkel kvalitetskontroll-metoden for å sikre vellykket produksjon bruker Taylor membran: justere spenningen innen 5-9 kV før en konkav kjegle-jet (Taylor membran) er dannet, sikrer dannelsen av 'micro-reaktorene' der den selv-montering ' reaksjon "oppstår (figur 3a). Som sammenligning viser figur 3b et bilde av utseendet av flytende på munnstykket spissen og et TEM bilde av produktene når Taylor membran ikke er riktig utformet.

Ormen som micelle form er produsert ved hjelp av vann-blandbar THF som den organiske løsemidler. THF kan indusere/lette fusjon av sfærisk micelles, danner en orm-lignende form (Figur 4)13. Figur 4a, figur 4bog Figur 4 c viser TEM bilder av produktene på produksjon ganger 30 min, 60 minutter og 90 min., henholdsvis. Det kan ses i Figur 4 at økt produksjonstid fører til stadig mer orm-formet micellar nanokrystaller, og at av 90 min nesten alle micellar nanokrystaller er i orm-lignende form. I tillegg er nanocrystal-innkapsling i micelle også forbedret med THF som den organiske løsemidler.

Figure 1
Figur 1: skjematisk av prosessen micellar nanokrystaller kombinerer ovenfra og ned electrospray, opp-selvstendig montering og løsemiddelbaserte struktur kontroll. Bruke diklormetan fører til tom sfærisk micelles (sfærisk micelles med ingen innkapsling av nanokrystaller); bruke kloroform fører til sfærisk micelles med lav innkapsling antall nanokrystaller; bruke THF fører til sfærisk micelles med høy innkapsling antall nanokrystaller på en kort reaksjonstid og orm-formet micelles med høy innkapsling antall nanokrystaller på reaksjon lenge, henholdsvis. Dette tallet har blitt endret fra Ding et al. 13 Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 2
Figur 2: skjematisk for fabrikasjon enheten på micellar nanokrystaller. Skjematisk viser generelle oppsettet av koaksial electrospray systemet som hovedsakelig består av fire deler: 1) koaksial munnstykke og stål ring, 2) glass samling rett, 3) sprøyte pumpe A og sprøytepumpe B og 4) høy spenning strømforsyning. 1) electrospray koaksial munnstykke spissen er plassert ca 0,8 cm over en jordet stål ring. 2) glass samling parabolen er plassert ca 10 cm under koaksial munnstykket. 3) på sprøytepumpe A, er sprøyte A koblet til den indre rustfritt stål kapillær av electrospray koaksial munnstykket med PTFE rør gjelder QD løsning og PS-pinne løsning. På sprøytepumpe B, er sprøyte B koblet til den ytre rustfritt stål kapillær av electrospray koaksial munnstykket med PTFE rør gjelder PVA løsning. 4) positive terminalen av strømforsyningen (rød ledning) er koblet til indre nålen for koaksial dysen mens bakken ledningen (svart wire) er koblet til jordet stål ring, og spenningen er fra 5-9 kV. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 3
Figur 3: Micellar nanokrystaller med sfærisk form produsert av kombinere electrospray, selvstendig montering og kloroform som organisk løsemiddel, med riktig Taylor kjegle formasjon på koaksial munnstykke spissen som nøkkel kvalitetskontroll. (en) TEM bilde av produktet etter en vellykket produksjonsprosess. Innfelt: utseendet til riktig format Taylor kjegle koaksial munnstykke tuppen. (b) TEM bilde av produktet etter en mislykket produksjonsprosessen. Innfelt: utseende feil utformet Taylor kjegle koaksial munnstykke tuppen. Dette tallet har blitt endret fra Ding et al. 13 Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 4
Figur 4: Micellar nanokrystaller med ormen som figur produsert ved å kombinere electrospray, selvstendig montering, og THF som organisk løsemiddel. (en) TEM bilde av produktet etter reaksjonen for 30 min. (b) TEM bilde av produktet etter reaksjonen for 60 min. (c) TEM bilde av produktet etter reaksjon for 90 min. (d) skjematisk viser mekanismen for dannelsen av orm-formet micelles av THF. Dette tallet er gjengitt fra Ding et al. 13 Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Metoden fabrikasjon av micellar-nanokrystaller beskrevet i den nåværende arbeid kombinerer ovenfra og ned electrospray, opp selvtillit forsamlingen, og løsemiddelbaserte struktur kontrollere. En effektiv og praktisk kvalitetskontroll metode er å bruke Taylor membran dannet på koaksial munnstykke spissen. Dette er fordi en riktig formet Taylor kjegle angir balanse (eller nær balanse) mellom elektrisk kraft og overflatespenning, som i sin tur indikerer vellykket dannelsen av mikro-reaktorene (uniform Ultrafin dråper) for den selv-montering reaksjon oppstår spontant. Som Taylor membran ikke er riktig formulert, bør en justere spenningen fra strømforsyningen og strømningshastigheter av sprøyte pumper, mens sikre avstanden mellom koaksial munnstykke spissen og jordet stål ring er egnet, til en riktig formet Taylor kjegle er observert. En tilnærming for å få en stabil Taylor kjegle er å øke høy spenning til elektronene begynner lysbuedannelse mellom electrospray munnstykke spissen og jordet stål ringen. På dette punktet, redusere electrospray spenningen ved 0,5-1,5 kV og ingen lysbuedannelse forekommer. Hvis en stabil Taylor kjegle ikke er fortsatt dannet, nøye observere den flytende nye fra munnstykket spissen. Hvis dråper flytende vises sporadisk, systematisk Reduser sprøyte pumpe flow priser til en stabil Taylor kjegle er observert. Hvis ingen dråper er observert på munnstykket spissen, systematisk øke strømningshastigheter sprøyte pumper til en stabil Taylor kjegle er observert. I tillegg skal avstanden mellom koaksial munnstykke tips og produkt samling parabolen vedlikeholdes på en riktig verdi. Hvis avstanden er for lite, fordampning av organisk løsemiddel kan være for treg og micellar nanocrystal formasjon prosessen kan være negativt påvirket; på den annen side, hvis avstanden er for stor, kan en stor mengde materiale gå tapt i form av aerosol under produksjonsprosessen. Til slutt, konsentrasjonen av polymerer og QDs bør opprettholdes på riktige verdier. Hvis polymer konsentrasjonen er for lav, nødvendigvis micelle ikke fordi en kritisk polymer konsentrasjon må nås for micelle formasjon; Hvis polymer konsentrasjonen er for høy, være nesten alle micelles dannet tom micelles. Tilsvarende, hvis QD konsentrasjonen er for lav, nesten alle micelles dannet være tom micelles. Hvis QD konsentrasjonen er for høy, vil ikke mange QDs være innkapslet i micelles.

Den micellar nanokrystaller produsert kan ha flere nanokrystaller i hver micelle, tillater multifunksjonelle (f.eksbåde fluorescens og magnetisme når QDs og SPIONs er co innkapslet) eller synergieffekter (f.eksfarge endring sammensatt hydrogenion dannet av co innkapsle QDs med to forskjellige fluorescerende farger)8,9,10,14,15,16,17 ,18. Produksjonsmetoden kan også brukes til å kapsle andre nanoskala materialer som Karbonnanorør og gull nanorods. Orm-formet micelles kan tilby minimerte uspesifisert mobilnettet opptak, dermed forsterke biologiske målretting13. Micellar nanocrystal-produkter kan bli lett bøyd med en rekke biomolecules med veletablerte bioconjugation teknikker og brukes for biologiske bildebehandling, gjenkjenning, manipulering og terapi.

Nåværende fabrikasjon prosessen tillater produksjon av både sfærisk og orm-formet micellar nanokrystaller. Orm-figur kan oppnås ved hjelp av THF organisk løsemiddel og en lang reaksjonstid. I tillegg ble det også observert at når en høy polymer konsentrasjon (f.eks, 20 mg/mL i over protokollen) ble brukt, selv på en kort reaksjonstid (med THF som den organiske løsemidler), noen orm-formet micelles kunne dannes. Imidlertid kan bruker så høy polymer konsentrasjon lett føre til aggregering.

En begrensning av nåværende fabrikasjon prosessen er at nanocrystal innkapsling i micelle er fortsatt begrenset (THF som organisk løsemiddelet prosentandelen av Tom micelles er ~ 50% og prosentandelen av micelles med to eller flere nanokrystaller innkapslet er ~ 20%, med kloroform som organisk løsemiddelet prosentandelen av Tom micelles er ~ 80%, og andelen micelles med to eller flere nanokrystaller innkapslet er ~ 10%)13, selv om det vanligvis gir forbedret nanocrystal innkapsling effekter sammenlignet med konvensjonelle filmen hydration metode (gi > 80% tømme micelles bruke lignende materielle betingelser i tester utført i vår lab). Fundamentalt, denne begrensningen skyldes det faktum at, sammenlignet med små molekyl fargestoffer og narkotika, nanokrystaller er mye mer plasskrevende, og er derfor begrenset transport rate. Med andre ord, er nanocrystal innkapsling begrenset av kinetics i stedet for termodynamikk13. Transport-begrense effekten spesielt uttales når store objekter (i dette tilfellet nanokrystaller med et par nanometers i diameter) er innkapslet i små kapsler (i dette tilfellet micelles med ~ 35 nm i diameter). Dermed vil ytterligere forbedre nanocrystal innkapsling være et hovedmål for det fremtidige arbeidet. En annen begrensning stede fabrikasjon prosessen er at det ikke ennå helt sammenhengende. Dette er hovedsakelig fordi den produkt samling delen av prosessen er fortsatt en satsvis prosess i naturen, som vil bli håndtert i den forbedrede versjonen av prosessen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne ikke avsløre.

Acknowledgments

Forfatterne anerkjenner takknemlig økonomisk støtte av en "Tusen unge Global talenter" award fra kinesiske staten, en "Shuang Chuang" award fra Jiangsu provinsielle regjeringen, oppstart fondet fra College of Engineering og anvendt Fag, Nanjing University, Kina, award fra "Tian-Di" Foundation, grant fra den prioritet faglig Program utvikling fondet i Jiangsu høyere utdanning institusjoner (PAPD), gi fra Jiangsu provinsen naturvitenskap fondet.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Hydrophobic quantum dots Ocean Nanotech QSP Solid hydrophobic CdSe/ZnS quantum dots. Peak fluorescence emission wavelength is 605 nm.
Poly(styrene)-b-poly(ethylene glycol) (PS-PEG) Sigma-Aldrich 666476-500MG Molecular weight of PS segment is 9.5 kDa and that of PEG segment is 18.0 kDa.
Poly(vinyl alcohol) (PVA) Sigma-Aldrich 363170-500G Molecular weight 13–23 kDa, 87–89% hydrolyzed.
Tetrahydrofuran (THF) Sinopharma Chemical Reagent 80124418
Chloroform Sinopharma Chemical Reagent 40007960
Syringe pumps Bao Ding Shen Chen SPLab01
Tubing Shanghei Lai Xing 2 mm outer diameter and 1.8 mm inner diameter PTFE tubing.
Syringes Yi Ming 5.CC 5 mL disposable syringe made of PTFE.
High voltage power supply Dong Wen DW Series Direct current power supply (0–50 kV range).
Electrospray coaxial nozzle Hunan Chang Sha Na Yi Stainless steel assembly. Inner capillary needle was a 27 gauge (outer diameter 500 μm; inner diameter 300 μm). Outer capillary was a 20 gauge (outer diameter 1,000 μm; inner diameter 500 μm).
Vortexer Xi'an HEB Biotechnology Co., Ltd. China MX-S MX-S with wide speed range of 0–2,500 rpm, stepless speed regulation, touch and continuous operations.
Steel ring Yiwu Wan Tu Rings with a range of diameters (0.8–1.8 cm) can be constructued. For example, a 1.3 cm diameter ring was constructed by curling an approximately 25 cm (length) of 0.5-mm diamter (24 gauge, AWG) steel wire.
Glass collecting dish Grainger 1u5084 25-mm height and 120-mm diameter glass dish.
15 mL centrifuge tube Jiangsu Xinkang Medical Instrument Co., Ltd. X-407 Centrifuge tube is made of transparent polypropylene (PP).

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Nie, S., Xing, Y., Kim, G. J., Simons, J. W. Nanotechnology Applications in Cancer. Annu. Rev. Biomed. Eng. 9, 257-288 (2007).
  2. Smith, A. M., Ruan, G., Rhyner, M. N., Nie, S. M. Engineering Luminescent Quantum Dots for In Vivo Molecular and Cellular Imaging. Annals Biomed. Eng. 34, (1), 3-14 (2006).
  3. Heath, J. R., Davis, M. E. Nanotechnology and Cancer. Annu. Rev. Medicine. 59, 251-265 (2008).
  4. Pu, K., Chattopadhyay, N., Rao, J. Recent advances of semiconducting polymer nanoparticles in in vivo molecular imaging. J. Control. Release. 240, 312-322 (2016).
  5. Swierczewska, M., Han, H. S., Kim, K., Park, J. H., Lee, S. Polysaccharide-based nanoparticles for theranostic nanomedicine. Adv. Drug Deliv. Rev. 99, 70-84 (2016).
  6. Gao, X. H., Yang, L. L., Petros, J. A., Marshal, F. F., Simons, J. W., Nie, S. M. In vivo molecular and cellular imaging with quantum dots. Curr. Opin. Biotechnol. 16, (1), 63-72 (2005).
  7. Dubertret, B., Skourides, P., Norris, D. J., Noireaux, V., Brivanlou, A. H., Libchaber, A. In vivo imaging of quantum dots encapsulated in phospholipid micelles. Science. 298, (5599), 1759-1762 (2002).
  8. Ruan, G., et al. Simultaneous magnetic manipulation and fluorescent tracking of multiple individual hybrid nanostructures. Nano Lett. 10, (6), 2220-2224 (2010).
  9. Ruan, G., Winter, J. O. Alternating-color quantum dot nanocomposites for particle tracking. Nano Lett. 11, (3), 941-945 (2011).
  10. Park, J. H., von Maltzahn, G., Ruoslahti, E., Bhatia, S. N., Sailor, M. J. Micellar hybrid nanoparticles for simultaneous magnetofluorescent imaging and drug delivery. Angewandte Chemie-International Edition. 47, (38), 7284-7288 (2008).
  11. Torchilin, V. P. PEG-based micelles as carriers of contrast agents for different imaging modalities. Adv. Drug Deliv. Rev. 54, (2), 235-252 (2002).
  12. Sun, Y., et al. Examining the roles of emulsion droplet size and surfactant in the interfacial instability-based fabrication process of micellar nanocrystals. Nanoscale Research Letters. 12, 434 (2017).
  13. Ding, X. Y., Han, N., Wang, J., Sun, Y. X., Ruan, G. Effects of organic solvents on the structures of micellar nanocrystals. RSC Advances. 7, (26), 16131-16138 (2017).
  14. Sailor, M., Park, J. Hybrid nanoparticles for detection and treatment of cancer. Adv. Materials. 24, (28), 3779-3802 (2012).
  15. Jing, L. H., Ding, K., Kershaw, S. V., Kempson, T. M., Rogach, A. L., Gao, M. Y. Magnetically engineered semiconductor quantum dots as multimodal imaging probes. Adv. Materials. 26, (37), 6367-6386 (2014).
  16. Bao, G., Mitragotri, S., Tong, S. Multifunctional nanoparticles for drug delivery and molecular imaging. Annu. Rev. Biomed. Eng. 15, 253-282 (2013).
  17. Mura, S., Couvreur, P. Nanotheranostics for personalized medicine. Adv. Drug Delivery Rev. 64, (13), 1394-1416 (2012).
  18. Louie, A. Y. Multimodality imaging probes: design and challenges. Chem. Rev. 110, (5), 3146-3195 (2010).
Fabrikasjon av sfærisk og orm-formet Micellar nanokrystaller ved å kombinere Electrospray, selvstendig montering og løsemiddelbaserte struktur kontroll
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Ding, X., Sun, Y., Chen, Y., Ding, W., Emory, S., Li, T., Xu, Z., Han, N., Wang, J., Ruan, G. Fabrication of Spherical and Worm-shaped Micellar Nanocrystals by Combining Electrospray, Self-assembly, and Solvent-based Structure Control. J. Vis. Exp. (132), e56657, doi:10.3791/56657 (2018).More

Ding, X., Sun, Y., Chen, Y., Ding, W., Emory, S., Li, T., Xu, Z., Han, N., Wang, J., Ruan, G. Fabrication of Spherical and Worm-shaped Micellar Nanocrystals by Combining Electrospray, Self-assembly, and Solvent-based Structure Control. J. Vis. Exp. (132), e56657, doi:10.3791/56657 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

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

Waiting X
Simple Hit Counter