Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.

Yöntem makalesi

Supramoleküler Kolloidlerin Sentezi ve Karakterizasyonu

9.6K görüntüleme

⸱

DOI:

10.3791/53934

⸱

22 Nisan 2016

 ,  , 
1Laboratory of Macromolecular and Organic Chemistry, Eindhoven University of Technology, 2Laboratory of Chemical Biology, Eindhoven University of Technology, 3Laboratory of Physical Chemistry, Eindhoven University of Technology, 4Institute for Complex Molecular Systems, Eindhoven University of Technology

Bu makalede

Özet

Supramoleküler kısımlarla kaplanmış kolloidlerin sentezi ve karakterizasyonu için bir protokol açıklanmıştır. Bu supramoleküler kolloidler, yüzeye sabitlenmiş moleküller arasındaki hidrojen bağlarının UV ışığı ile aktivasyonu üzerine kendi kendine birleşir.

Özet

Kolloidal montaj üzerindeki kontrol, fotonik, ilaç dağıtımı ve kaplama teknolojisindeki uygulamalar için özel yapısal ve mekanik özelliklere sahip fonksiyonel kolloidal malzemelerin geliştirilmesi için son derece önemlidir. Burada, kendi kendine montajı, benzen-1,3,5-trikarboksamid (BTA) türevi supramoleküler kısım ile yüzey işlevselleştirme yoluyla kontrol edilen, supramoleküler kolloidler olarak adlandırılan yeni bir kolloidal yapı taşları ailesi sunuyoruz. Bu tür BTA'lar, diğer özdeş BTA'larla yönlü, güçlü, ancak tersine çevrilebilir hidrojen bağları yoluyla etkileşime girer. Burada, bu BTA'ların kolloidlere nasıl bağlanacağını ve supramoleküler kolloidlerin çok değerliliğini belirleyen birleştirme bölgelerinin sayısının nasıl ölçüleceğini açıklayan bir protokol sunulmaktadır. Işık saçılımı ölçümleri, kolloidlerin kırılma indisinin neredeyse çözücününkiyle eşleştiğini gösterir, bu da kolloidler arasındaki van der Waals kuvvetlerini güçlü bir şekilde azaltır. Foto-aktivasyondan önce, BTA'lar hidrojen bağlarının oluşumunu bloke eden bir foto-kararsız grup ile donatıldığından, kolloidler iyi dağılmış halde kalır. UV ışığı ile kontrollü korumanın kaldırılması, BTA'lar arasındaki kısa menzilli hidrojen bağlarını aktive eder ve bu da kolloidal kendi kendine montajı tetikler. Dağınık durumdan kümelenmiş duruma evrim, konfokal mikroskopi ile izlenir. Bu sonuçlar, ImageJ ve Matlab kullanılarak basit rutinlerle görüntü analizi ile daha da nicelleştirilir. Supramoleküler kimya ve kolloidal bilimin bu birleşimi, yüzey aşılı tek tabakada kodlanmış ışık ve termo-duyarlı kolloidal düzeneğe doğru doğrudan bir yol sunar.

Giriş

Mesostructured kolloidal malzemeler yüzey desenlendirme için kaplama 7 olarak ve litografi, ilaç taşıyıcı sistemleri 5,6 olarak, fotonik malzemeler 3,4 olarak, atomik ve moleküler malzemeler 1,2 üzerinde temel çalışmalar için model sistemler olarak, bilim ve teknolojide yaygın uygulama alanı bulur 8,9. liyofob kolloidler sonunda nedeniyle her zaman her yerde Van der Waals etkileşimleri geri dönüşümsüz bir araya yarı dengeli malzeme olduğu için, belirli bir hedef yapıları içine manipülasyon çok zordur. Çok sayıda strateji ayarlamak için katkı maddelerinin kullanılması, elektrostatik 10,11 ya da tükenme etkileşimleri 12,13, ya da bu tür bir manyetik 14 veya elektrik 15 alanları dış tetikleyiciler içeren kolloidal kendini montaj kontrol etmek için geliştirilmiştir. Sofistike bir alternatif strateji yapısı üzerinde kontrolü sağlamak için, bu sistemlerin dinamikleri ve mekanik onların işlevsellik zekâözel ve yön güçleri ile etkileşim h molekülleri. Moleküler kimya çözücünün polaritesi, sıcaklık ve ışık 16 ile gücü modüle edilebilir site-spesifik, yön ve güçlü ama geri çevrilebilir etkileşimlerin sergileyen küçük moleküller, bir kapsamlı araç sunmaktadır. özellikleri toplu olarak ve çözelti, yaygın olarak incelenmiştir için, bu moleküllerin, bir tahmin edilebilir bir şekilde, egzotik evreye yumuşak malzemeler aşağıdaki yapı için cazip adaylardır. Supramoleküler kimya yoluyla kolloidal derleme düzenlemek için böyle bir entegre yaklaşımın açık potansiyeline rağmen, bu disiplinler nadiren mesostructured kolloidal malzemelerin 17,18 özelliklerini uyarlamak için arabirim var.

supramoleküler kolloidlerin katı bir platform üç ana gereklerini yerine getirmek zorundadır. Birincisi, supramoleküler kısmın bağlantı bozulmasını önlemek için hafif koşullar altında yapılmalıdır. separati de İkincisi, yüzey kuvvetlerions doğrudan temas daha büyük kaplanmamış kolloidler neredeyse münhasıran hariç hacimli etkileşimleri yoluyla etkileşim gerektiği anlamına gelir gergin motifleri, hakim olmalıdır. Bu nedenle, koloitlerin fiziko-kimyasal özellikleri örneğin van der Waals veya elektrostatik kuvvetler gibi koloidal sistemlerin, doğasında diğer etkileşimleri bastırmak için uygun olmalıdır. Üçüncüsü, karakterizasyonu supramoleküler kısımların varlığı meclisin kesin bir atıf için izin vermelidir. Bu üç önkoşulları karşılamak için, supramoleküler kolloidlerin sağlam iki aşamalı sentezi (Şekil 1a) geliştirildi. Bir ilk adımda, hidrofobik NVOC işlevselleştirilmiş silis parçacıkları, sikloheksan içinde dispersiyon için hazırlanmıştır. NVOC grup kolayca amin işlevselleştirilmiş parçacıkları hasıl yarılabilir. aminlerin yüksek tepkime ılımlı reaksiyon koşulları geniş bir yelpazede kullanarak istediğiniz supramoleküler kısımla basit post-fonksiyonelleşmesine sağlar. Bu yazıda, prstearil alkol ve bir benzen-1,3,5-tricarboxamide (BTA) 20 türevi ile silis boncuklar fonksiyonelleştirilmesi ile supramoleküler kolloidler epare. Stearil alkol birkaç önemli roller oynamaktadır: Bu kolloidler organofolik yapar ve kolloidler 21,22 arasında spesifik olmayan etkileşimi azaltmak için yardımcı kısa menzilli sterik iğrenmeyle tanıtır. Van der Waals kuvvetleri daha nedeniyle koloitlerin kırılma endeksi ve çözücü 23 arasındaki yakın maçın azaltılır. Işık ve thermoresponsive kısa menzilli çekici yüzey kuvvetleri BTAS 20 korumalı o nitrobenzil eklenmesi ile oluşturulur. O nitrobenzil kısmı engelleyen discotics içinde amidlerin üzerinde kurulmuş bitişik BTAS arasındaki hidrojen bağlarının oluşumu bir foto-klivaj grup (Şekil 1b). UV ışığı ile ışıkla yarılma üzerine çözelti içinde BTA 3 kat ile h tanır ve aynı BTA molekülleri ile etkileşim mümkün değildirgüçlü sıcaklığı 17 bağlı olan bir bağlanma kuvveti ydrogen bağ dizisi. Van der Waals yana gözde mekan stearil kaplanmış silika, sikloheksan içindeki parçacıkların da ışık ve sıcaklık bağımsız olduğunca az, gözlenen uyaranlara yanıt veren kolloidal düzeneği BTA-aracılı olması gerekir.

Bu ayrıntılı video konfokal mikroskobu ile UV ışınlaması üzerine kendi öz derleme incelemek için sentez ve supramoleküler kolloidleri karakterize ve nasıl nasıl gösterir. Buna ek olarak, basit bir görüntü analiz protokolü kümelenmiş kolloidler kolloidal singlet ayırmak ve raporlanır kümelerin her kolloid miktarını belirlemek için. Sentetik stratejinin çok yönlülük izin verir kolayca partikül büyüklüğü, yüzey kaplama yanı sıra mesostructured gelişmiş malzemeler için kolloidal yapı taşları büyük bir ailenin gelişmesi için yeni yollar açılıyor tanıtıldı bağlayıcı kısım değişebilir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

Çekirdek kabuğu Silika Parçacıkların 1. Sentezi

Not: Silika parçacıkları Stöber yöntem 24,25 göre aşağıdaki prosedüre göre sentezlenir.

  1. Floresan silika tohumları sentezi
    1. floresein-izotiyosiyanat 5 ml etanol içinde 105 mg (0.27 mmol) çözündürülür.
    2. Önceki solüsyona (3-aminopropil) trietoksisilan (APTES, 0.43 mmol), 100 ul ekle.
    3. 5 dakika boyunca çözelti sonikasyon ve karıştırılırken oda sıcaklığında bir argon atmosferi altında bir gece boyunca reaksiyona sağlar. boya işlevselleştirilmiş APTES kompleksi arıtılmadan kullanılır.
    4. 1 L'lik yuvarlak dipli bir reaksiyon kabı karışımı 25 ml amonyak (su içinde% 25) ve 250 ml etanol ile boya işlevselleştirilmiş APTES 2.5 mL.
    5. bir cam pipet whil yardımı ile bir önceki reaksiyon karışımının menisküs altında Tetraetil Ortosilikat (TEOS) 10 ml ilave edilirE, bir manyetik karıştırıcı ile karıştırılarak.
    6. Benzer bir şekilde, 5 saat sonra, TEOS bir 1.75 ml ilave edilir ve bir argon atmosferi altında bir gece boyunca karıştırın.
    7. mi 45 birçok tüplere dispersiyon dökün.
    8. boruları (350 xg, 30 dak) santrifüj, supernatant çıkarın ve her bir tüp içinde, taze 30 ml etanol ekleyin. süpernatant kaldırmak için tekrar yeni 3 dakika dağılımlarını ve santrifüj sonikasyon. Bu yıkama 3 kez adımları tekrarlayın.
    9. ml ila yaklaşık 13.6 mg / lik bir konsantrasyonda ve (ışığa maruz kalmasını önlemek karanlık) etanol içinde flüoresan tohum tutun.
    10. floresan boya ilavesi olmaksızın aynı prosedür takip floresan olmayan tohum hazırlayın.
      Not: bu prosedür izlenerek, yarıçap ile ilgili olarak 100 nm tohum elde edilir.
  2. Çekirdek-kabuk-silis parçacıklarının sentezi
    1. etanol içinde 51 ml deiyonize su 17 ml amonyak 3.4 ml (su içinde% 25) ve 4 ile 1 L'lik yuvarlak tabanlı bir şişeye Dolgutohum dağılım ml (floresan tohumu 54.4 mg yaklaşık tutar).
    2. etanol 5 TEOS ve 10 ml plastik bir şırınga doldurun.
    3. amonyak 1.34 ml (su içinde% 25), 3,4 ml deiyonize su ve etanol içinde 10.25 ml, ikinci bir plastik şırınga doldurun.
    4. plastik boru yuvarlak dipli bir şişeye, her iki şırınga bağlayın.
    5. Bir argon akımı ve manyetik bir karıştırıcı ile bir şişe temin etmek. argon girişi sekonder çekirdeklenme önlemek için TEOS damlacıklardan amonyak gazı ile temasını önlemek için, ikinci enjektör çıkışında yanında olmak zorundadır.
    6. Karışım karıştırılırken peristaltik pompalar kullanılarak 1.7 ml / saat, aynı anda her iki şırınga içeriğini ekleyin. duvarlar ve dolayısıyla ikincil çekirdeklenme üzerinde kayma önlemek için serbest düşme damlacıkları elde etmek için emin olun.
    7. çapında yaklaşık olarak 300 nm çekirdek-kabuk partiküller elde etmek 7 saat sonra, ilave durdurun.
    8. ml 45 birkaç tüplere şişenin içeriğini dökün.
    9. boruları (350 xg, 30 dak) santrifüj, supernatant çıkarın ve her bir tüp içinde, taze 30 ml etanol ekleyin. süpernatant kaldırmak için tekrar yeni 3 dakika dağılımını ve santrifüj sonikasyon. Bu yıkama 3 kez adımları tekrarlayın.
    10. Etanol çekirdek-kabuk parçacıkları tutmak ve karanlıkta (ışığa maruz kalmasını önlemek).
    11. floresan olmayan silika parçacıkları aynı prosedür izlenerek, ancak floresan olmayan tohumlar kullanılarak hazırlanmıştır.

Silika Kolloidlerin 2. işlevselleştirilmesi

  1. NVOC işlevselleştirilmiş kolloidler sentezi
    1. birlikte yuvarlak tabanlı bir şişeye, 50 ml stearil alkol NVOC-C11-OH, molekülün 12 mg (0.03 mmol) ve 31 mg (0.11 mmol) (elde edilen etanol, 1 ml çekirdek-kabuk silis parçacıklarının 10 mg dispers bir 20/80 NVOC-C11-OH / stearil alkol mol oranı).
    2. 10 dakika bütün molekül çözülmüş ve partiküller de dağılma olarak sağlamak için karışım sonikasyonrsed.
    3. Karışıma, bir manyetik karıştırıcı çubuğu ilave edin ve oda sıcaklığında bir argon akışı ile etanol buharlaştırılır. İşleme başlamadan önce, aksi takdirde parçacıklar silanol grupları ile reaksiyona girebilmektedir, kalan, etanol olduğundan emin olun. Etanol tamamen şişenin dibine sıcaklığına ödeme dikkat buharlaştırılarak olup olmadığını kontrol etmek. soğuk hissederse, etanol henüz tamamen buharlaşmış değil.
    4. Sürekli karıştırma altında ve bir argon 22 bir akışı altında, 6 saat boyunca 180 ° C'ye kadar bir şişeye ısıtın.
    5. Şişe oda sıcaklığına kadar soğumasını bekleyin.
    6. 5 dakika boyunca (ya da tüm katı içeriği çözülmüş ya da dağılmış kadar) şişeye sonikasyon olarak CHCI3 3 ml ekleyin.
    7. Santrifüj dağılım (2600 xg, 4 dk), süpernatant kaldırmak ve taze CHCl3 ekleyin. süpernatant kaldırmak için tekrar yeni 3 dakika dağılımını ve santrifüj sonikasyon. Bu yıkama 6 kez adımları tekrarlayın.
    8. Gece boyunca vakum altında 70 ° C'de kuru partiküller ve bir desikatör saklayın.
  2. BTA-kolloid sentezi
    1. CHCI3 3 ml NVOC-C11-OH / stearil alkol 20/80 mol oranı ile işlevselleştirilmiş parçacıkların 10 mg dağıtılır.
    2. NVOC grubunun yanlması için 1 saat boyunca UV ile fırın (λ maks = 354 nm) bir dispersiyon ışın tedavisi. Korumanın kaldırılması koruyucu gruptan arındırmak sırasında manyetik bir karıştırıcı ile yavaşça dispersiyonu karıştırma ile parçacıklarının yüzeyi üzerinde homojen olduğundan emin olun. Bu amin, işlevselleştirilmiş partikülleri (Şekil 1a) elde edilir.
    3. (Benzen-1,3,5-tricarboxamide türevinin, 9 mg (BTA, 0.01 mmol), N, 8.7 ul, N-diizopropiletilamin (DIPEA, 0.05 mmol) ve (benzotriyazol-1-iloksi) tripirolidinofosfonyum heksaflorofosfat 5.2 mg çözülür PyBOP, CHCI3 1 ml 0.01 mmol) eklenmiştir.
    4. amin- işlevselleştirilmiş p çözüm ekleyinve ürün dispersiyonu oda sıcaklığında ve bir argon atmosferi altında bir gece boyunca karıştırıldı.
    5. Santrifüj dağılım (2600 xg, 4 dk), süpernatant kaldırmak ve taze CHCI3 3 ml ekleyin. süpernatant kaldırmak için tekrar yeni 3 dakika dağılımını ve santrifüj sonikasyon. Bu yıkama 6 kez adımları tekrarlayın.
    6. 48 saat boyunca vakum içinde 70 ° C 'de kuru partiküller ve bir desikatör saklayın.

3. Statik Işık Saçılma Ölçümler (SLS)

Not: Kullanım floresan olmayan parçacıklar, floresan çekirdek geleneksel ışık saçılması ekipman olay lazer ışığı ile aynı dalga boyundaki ışığı absorbe beri.

  1. stearil alkol ile yalnızca (NVOC-C11-OH) Bölüm 2.1'de tarif edilen prosedür izlenerek floresan olmayan silis parçacıklarının 10 mg işlerlik.
  2. su ve olmayan işlevselleştirilmiş parçacıkların 0.033 mg / ml'lik bir dağılım, 500 ul hazırlanmasısikloheksan içinde stearil alkol kaplı partiküllerin, 2 mg / ml diğeri.
  3. Partiküller disperse olmasını sağlamak için, en az 20 dakika süreyle, hem dispersiyonlar sonikasyon.
  4. Her iki dispersiyonların dağılmış yoğunluğu, çözücü, 5 ° 'lik adımlarla 30 ° ila 120 ° arasında bir referans çözücü ölçün.
  5. Q bir fonksiyonu olarak Numune (I örnek) yoğunluğunu Konu
    (Denklem 1) q = 4π n çözücü sin (θ / 2) / λ o
    yayılma açısı İçeride ISTV melerin RWMAIWi'nin ile çözücünün N çözücünün kırılma indeksi ve lazer λ o dalga boyu.
  6. Yazılımını kullanarak aşağıdaki eşitliğe veri sığdırmak (örneğin, Origin)
    (Denklem 2) = CP (QR) örnek
    C tarafından verilen sabit ve form faktörü P (QR) olduğu
    (Denklem 3) figure-protocol-1

    burada küresel kolloidlerin ortalama yarıçapı R.
  7. Her dağılma uyan gelen R ayıklayın.
  8. Her İçeride ISTV melerin RWMAIWi'nin için, aşağıdaki denkleme göre, saçılan ışığın yoğunluğu için mutlak bir ölçüsüdür Rayleigh oranı (R θ) hesaplayın.
    (Denklem 4) figure-protocol-2

    Numunenin yoğunluğu, çözücü madde ve referans, I Solven örnek ve ben sırasıyla referans çözücü kırılma indeksi ve buna referans n çözücü ve n referans ve referans R referans Rayleigh oranı. Burada referans olarak tolüen kullanmak, Örneğin n su = 1,332, n toluen = 1,497, n siklohekzan = 1,426 olduğu, R toluen = 2.74x10 -3 m -1 26.
  9. R İçeride ISTV melerin RWMAIWi'nin ve Denklem 5'ten kolloitlerin (n kolloidlerin) ortalama kırılma indeksi hesaplayın.
    (Denklem 5) figure-protocol-3

    hacim N, v parçacık tarafından verilen parçacık v parçacığın hacmi başına partiküllerin sayısı = 4/3 πR 3 ve varsayarak dışı etkileşim parçacıkların sınırı yapı faktörü S (q) ~ 1.

Parçacık başına Aktif Siteleri Sayısı 4. sayısallaştırılması

Not: Yüzey daha büyük bir ile yarıçapı 13 nm kullanılması küçük parçacıklar (-Birim oran).

  1. / Stearil alkol, Bölüm 2.1'de tarif edilen prosedür takip NVOC-C11-OH 20/80 mol oranı ile, küçük ticari olarak temin edilebilen parçacıkları işlerlik.
  2. 1 mi CHCI3 içinde küçük işlevselleştirilmiş parçacıkların 20 mg dağılması ve NVOC grubunun yanlması için 1 saat boyunca UV ile fırın (λ maks = 354 nm) 'de bir dispersiyon ışın tedavisi. korumasının kaldırılması bir manyetik karıştırıcı çubuk ile hafifçe dispersiyon karıştırın. Bu şekilde, kolloidler tortu yoktur ve yüzey bu nedenle homojen bir deproteksiyonu sağlanması UV ışığına maruz kalır.
  3. Ortaya çıkan amin-fonksiyonlu parçacıklar aşağı Spin (3400 xg, 10 dakika) ve süpernatant kaldırmak.
  4. 2 saat boyunca 70 ° C 'de kuru partiküller.
  5. süksinimidil 3- (2-piridilditiyo) propiyonat dimetilformamid 200 ul (SPDP, 0.0016 mmol), (DMF) 0.50 mg çözülür.
  6. kurutuldu amin fonksiyonlu partikülleri ve girdap 20 mg SPDP çözeltisi ekleyin30 dakika için sistem. Bu süre içinde, kolloitlerin tüm mevcut primer aminler SPDP ile tepki gösterdi.
  7. 6 kez 1 ml DMF içinde sahip partiküller yıkayın (ya da serbest SPDP λ = 375 nm UV-Vis spektroskopisi yoluyla süpernatan içinde tespit edilene kadar). Son yıkama aşamasında mümkün olduğunca süpernatant kaldırmak için çalışın.
  8. DMF, 50 ul ditiotreitol 0.53 mg (DTT, 0.0034 mmol) içinde çözülür. parçacıklara DTT çözeltisi ilave edin ve 30 dakika boyunca dağılım girdap. Bu süre içinde piridin-2-tion grubu ayrılır.
  9. Bir microvolume UV-Vis ile λ = 293 nm üstte yüzen madde içindeki serbest kalan serbest piridin-2-tion absorbansı belirler.
  10. DTT bir fazlası ile SPDP, bilinen farklı miktarlarda bir seyreltme serisi absorbansı ölçülerek DMF içinde piridin-2-tion ekstinksiyon katsayısı ɛ (~ 12.1x10 3 M-1 cm-1) belirlemek için bir kalibrasyon eğrisi inşa .
  11. Lambert-Beer yasası kullanılarak partiküller ayrılır, piridin-2-tion, Cı P2T, konsantrasyonu hesaplanır:
    (Denklem 6) Abs = C P2T ε l
    piridin-2-tion Cı P2T molar konsantrasyonuna, yok olma katsayısı ɛ ve yol uzunluğu L ile.
  12. aşağıdaki denklem ile parçacık başına aktif yerleri (aminler) sayısını hesaplayın
    (Denklem 7) figure-protocol-4
    Bir partikül M tanecik kütlesi bu ρ = 1.295 ile = 4 / 3πR 3 ρ M partikül g / cm3, partiküller M Toplam (20 mg) ve toplam hacim V, toplam (50 ul), toplam kütle ağırlıklı. Bu denklem, tüm varsayaraminler SPDP ile reaksiyona ve DTT parçacıklarına bağlı tüm SPDP molekülleri azaltır.

Konfokal Mikroskopi 5. Monitör Kolloidal Meclisi

Not: Kullanım çekirdek-kabuk parçacıkları silika (bir fluoresan çekirdek ve bir floresan olmayan kabuk).

  1. sikloheksan içinde BTA-işlevselleştirilmiş parçacıkların% 0.1 oranında bir dispersiyon 400 ul hazırlayın ve 20 dakika örnek sonikasyon.
  2. BTA o nitrobenzil grubunu kapalı yarmak için UV fırında örnek flakon (λ max = 354 nm) ışın tedavisi. kümelenme işlemini izlemek için, 0 30 dakikaya kadar, örneğin ışınlama farklı zamanlarda 25 ul alikotları al.
  3. (Kamara boyutu 0.12 mm yüksekliğinde × 13 mm çaplı olan) ayırıcı yardımıyla farklı cam slaytlar farklı alikotları koyun ve bir kapak kayma ile odaları kapatın. odasına kapattıktan sonra, partiküller sediman ve adsor izin ters kapak kayma çevirmekgörüntüleme kolaylaştırır cam üzerine b.
  4. Her radyasyon kez numune hazırlama sonra mümkün olan en kısa sürede konfokal mikroskop ile her bir numunenin birkaç görüntü al.

6. Görüntü Analizi

  1. ImageJ ile tekli grubu sayısının nicelleştirilmesi
    Not: ImageJ kılavuzunda açıklanan senaryo yazmaya kullanılan tüm komutlar:
    http://imagej.nih.gov/ij/docs/guide/user-guide.pdf
    1. kenarlarından izole piksel kaldırmak ve "Smooth" fonksiyonu çalışan küçük delikleri doldurmak için konfokal görüntüleri pürüzsüz.
    2. Sadece çekirdek flüoresan olduğu göz önüne alındığında, aynı küme dokunma ait olup parçacıklar birleştirme parçacıkların kenarına kadar parlak alanlar dilate. "Genişlet" filtre kullanarak yapın. 0.02 mm / piksel çözünürlüğe sahip yaklaşık 180 nm kabuk kalınlığı ile parçacıklar ve resimlerle, iki dilatasyon adımlar yeterlidir.
    3. dönüştürme görüntüleri"Make ikili" fonksiyonu çalıştıran bir ikili resmin içine.
    4. Örneğin 0.02 mm / piksel çözünürlükte çekilen resimler için aracı "" Set Ölçeği ... ", mesafe = 1 bilinen = 0.02 piksel = 1 birim = um" "çalıştırarak ölçeği ayarlayın.
    5. in-of-odak parçacıklarından gürültü ve out-of-focus parçacıklarını ayırmak için bir eşik boyutunu uygulayın. resimler 0.02 mm / piksel çözünürlükte çekilen ile Örneğin, tüm alanlarda daha küçük 0.2 piksel dışladı. kullanarak bu "analiz parçacıklar ...", "size = 0.2 Infinity" komutunu yapın.
    6. Bir all.jpg görüntü ve görüntü (kümeler ve tekli) komutları "" sonuç "seçeneğini kullanarak, tüm parlak alanların boyutu ile bir all.txt dosyası, _all.txt" "ve" "JPEG oluşturma", "bütün" ".
    7. 0,7 ila 1,0 olan (4 π Alan / Çevre 2 = dairesellik) boyutunda ve bir dairesellik ile 0.2 ve 0.7 piksel arasındaki tüm parlak alanlar varsayalımkomutunu çalıştırarak mayoları "parçacıklar Analiz ...", "dairesellik = 0.7-1.0".
    8. Bir singlets.jpg görüntü ve komutları "" sonuçları ", _singlets.txt" "ve" "JPEG", "singletlerini" "seçeneğini kullanarak, tekli tüm parlak alanların bilgileri içeren bir singlets.txt dosyası oluşturun.
  2. Matlab ile bilgi işleme
    1. Tekli .txt dosyasını okuyun ve resim başına bir tekli (A tekli) ortalama boyutunu hesaplamak.
    2. Küme başına parçacıkların sayısını (A çiftler = 2A gömleğe, bir üçlü = 3A tekli ...) ve diğer all.txt dosyasından resim parçacıkların toplam sayısını hesaplamak için tekli ortalama büyüklüğü kullanın.
    3. F singletlerin = sayı singletlerin / toplam parçacıklar: Her pozlama süresi için singletlerin parçacıkların bölümünü hesaplamak
    4. Çiftli, üçlü, vb bölümünü hesaplamak: Ikili = 2 * çiftlerin sayısı / toplam parçacıklar, vb f

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

Oda sıcaklığında ve yumuşak reaksiyon şartlarında ikinci bir aşamada supramoleküler kolloidler (Şekil 1a), çiftler BTA- türevleri (Şekil 1b) sentezlemek için kullanılan iki-aşamalı bir prosedür, stabilitesi sağlanmış olduğu göz önüne alındığında.

figure-results-1
Supramoleküler kolloidler sentezinin 1. Düzeni Şekil. Benzen-...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

1.426 arasında bir kırılma indisi ile veya BTA-koloitlerin dağıtmak için bir çözücü olarak kullanılması durumunda, sikloheksan, Van der Waals etkileşimleri kolloidlerin kırılma indeksleri için, çok zayıf ve çözücü neredeyse aynıdır. sikloheksan içinde SLS deneyler için kullanılan fonksiyonalize koloitler konsantrasyonu suda çıplak silika partiküllerine kıyasla çok daha yüksek olduğuna dikkat edin. kırılma indisleri neredeyse uyumlu olarak bu durum düşük kontrast yeterince güçlü bir saçılma elde etmek için gereklidir. si...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Teşekkürler

Yazarlar mali destek için Bilimsel araştırma için Hollanda Örgütü (NWO ECHO-STIP Grant 717.013.005, NWO VIDI Grant 723.014.006) kabul.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
APTESSigma-Aldrich
FTICSigma-Aldrich
TEOSSigma-Aldrich
LUDOX AS-40Sigma-AldrichSilika yarıçapı MilliQ
---18.2 M&Omega'da 13 nm parçacıkları; &orta nokta; 25 & derece'de cm; C
EtanolSolvaKrom---
Amonyak (suda% 25)Sigma-Aldrich---
KloroformSolvaChrom
---SikloheksanSigma-Aldrich---
Dimetilformamid (DMF)Sigma-Aldrich---
Stearil alkolSigma-Aldrich---
N, N< / em>-Diizopropiletilamin (DIPEA)Sigma-Aldrich---
Benzotriazol-1-il-oksitriprolidinofosfonyum hekzaflorofosfat (PyBOP)Sigma-Aldrich---
Süksinimidil 3- (2-piridilditiotio) propiyonat (SPDP)Sigma-Aldrich---
Dithiothreitol (DTT) Sigma-Aldrich---
NVOC-C11-OHSentezlenmiş---I. de Feijter, 2014 Uyarlanabilir supramoleküler yapılardan duyarlı malzemeler, Doktora tezi, Eindhoven Teknik Üniversitesi, Hollanda
BTASentezlenmiş---I. de Feijter, 2014 Uyarlanabilir supramoleküler yapılardan duyarlı malzemeler, Doktora tezi, Eindhoven Teknik Üniversitesi, Hollanda
SantrifüjThermo ScientificHeraeus Megafuge 1.0
Ultrason banyosuVWRUltrasonik temizleyici
Peristaltik pompalarHarvard AparatıPHD Ultra Şırınga Pompası
UV fırınıLuzchemLZC-a V UV reaktörü 8x8 UVA ampullerle donatılmıştır (λ maks=354  nm)
Karıştırıcı-ısıtma plakasıHeidolphMR-Hei Standardı
 
[header]
Işık SaçılımıALVCGS-3 MD-4 kompakt açıölçer sistemi, Çoklu Tau dijital gerçek zamanlı ilişkilendirici (ALV-7004) ve katı hal lazeri (λ=532 nm, 40 mW)
UV-Vis spektrofotometreThermo ScientificNanoDrop 1000 Spektrofotometre
Konfokal mikroskopNikon&lambda ile argon lazer ile Ti Eclipse; uyarma=488  nm
Slayt ara parçalarıSigma-AldrichGrace BioLabs Güvenli mühür görüntüleme ara parçası (1 kuyu, çap ve kez; kalınlık 13 mm ve kez; 0,12 mm)
ŞırıngalarBD Plastipak20 ml şırınga
Plastik boruSCIBB31695-PE / 5Etilen oksit gazı sterilize edilebilir mikro tıbbi boru
Titreşimli girdap karıştırıcıVWRElektrik: 120  V, 50/60  Hz, 150  W Hız Aralığı: 500 – 3.000 dev/dak
--- ile donatılmıştır

Kaynaklar

  1. Wang, Y., et al. Colloids with valence and specific directional bonding. Nature. 491 (7422), 51-55 (2012).
  2. Klinkova, A., Therien-Aubin, H., Choueiri, R. M., Rubinstein, M., Kumacheva, E. Colloidal analogs of molecular chain stoppers. PNAS. 110 (47), 18775-18779 (2013).
  3. Galisteo-Lõpez, J. F., et al. Self-assembled photonic structures. Adv. Mater. 23 (1), 30-69 (2011).
  4. Kim, H., et al. Structural colour printing using a magnetically tunable and lithographically fixable photonic crystal. Nat. Photonics. 3 (9), 534-540 (2009).
  5. Dinsmore, A. D., et al. Colloidosomes: Selectively permeable capsules composed of colloidal particles. Science. 298 (5595), 1006-1009 (2002).
  6. Destribats, M., Rouvet, M., Gehin-Delval, C., Schmitt, C., Binks, B. P. Emulsions stabilised by whey protein microgel particles: Towards food-grade Pickering emulsions. Soft Matter. 10 (36), 6941-6954 (2014).
  7. Prevo, B. G., Hon, E. W., Velev, O. D. Assembly and characterization of colloid-based antireflective coatings on multicrystalline silicon solar cells. J. Mater. Chem. 17 (8), 791-799 (2007).
  8. Kitaev, V., Ozin, G. A. Self-assembled surface patterns of binary colloidal crystals. Adv. Mater. 15 (1), 75-78 (2003).
  9. Plettl, A., et al. Non-Close-Packed crystals from self-assembled polystyrene spheres by isotropic plasma etching: adding flexibility to colloid lithography. Adv. Funct. Mater. 19 (20), 3279-3284 (2009).
  10. Yethiraj, A., Van Blaaderen, A. A colloidal model system with an interaction tunable from hard sphere to soft and dipolar. Nature. 421 (6922), 513-517 (2003).
  11. Spruijt, E., et al. Reversible assembly of oppositely charged hairy colloids in water. Soft Matter. 7 (18), 8281-8290 (2011).
  12. Kraft, D. J., et al. Surface roughness directed self-assembly of patchy particles into colloidal micelles. PNAS. 109 (27), 10787-10792 (2012).
  13. Rossi, L., et al. Cubic crystals from cubic colloids. Soft Matter. 7 (9), 4139-4142 (2011).
  14. Erb, R. M., Son, H. S., Samanta, B., Rotello, V. M., Yellen, B. B. Magnetic assembly of colloidal superstructures with multipole symmetry. Nature. 457 (7232), 999-1002 (2009).
  15. Vutukuri, H. R., et al. Colloidal analogues of charged and uncharged polymer chains with tunable stiffness. Angew. Chem. Int. Edit. 51 (45), 11249-11253 (2012).
  16. De Greef, T. F. A., Meijer, E. W. Materials science: Supramolecular polymers. Nature. 453 (7192), 171-173 (2008).
  17. De Feijter, I., Albertazzi, L., Palmans, A. R. A., Voets, I. K. Stimuli-responsive colloidal assembly driven by surface-grafted supramolecular moieties. Langmuir. 31 (1), 57-64 (2015).
  18. Celiz, A. D., Lee, T. C., Scherman, O. A. Polymer-mediated dispersion of cold nanoparticles: using supramolecular moieties on the periphery. Adv. Mater. 21 (38-39), 3937-3940 (2009).
  19. Cantekin, S., De Greef, T. F. A., Palmans, A. R. A. Benzene-1,3,5-tricarboxamide: A versatile ordering moiety for supramolecular chemistry. Chem. Soc. Rev. 41 (18), 6125-6137 (2012).
  20. Mes, T., Van Der Weegen, R., Palmans, A. R. A., Meijer, E. W. Single-chain polymeric nanoparticles by stepwise folding. Angew. Chem. Int. Edit. 50 (22), 5085-5089 (2011).
  21. van Blaaderen, A., Vrij, A. Synthesis and characterization of monodisperse colloidal organo-silica spheres. J. Colloid Interf. Sci. 156 (1), 1-18 (1993).
  22. Van Helden, A. K., Jansen, J. W., Vrij, A. Preparation and characterization of spherical monodisperse silica dispersions in nonaqueous solvents. J. Colloid Interf. Sci. 81 (2), 354-368 (1981).
  23. Israelachvili, J. Intermolecular and Surface Forces. Van der Waals forces between particles and surfaces. , 3rd, Elsevier. 253-289 (2011).
  24. van Blaaderen, A., Vrij, A. Synthesis and characterization of colloidal dispersions of fluorescent, monodisperse silica spheres. Langmuir. 8 (12), 2921-2931 (1992).
  25. Giesche, H. Synthesis of monodispersed silica powders II. Controlled growth reaction and continuous production process. J. Eur. Ceram. Soc. 14 (3), 205-214 (1994).
  26. Wu, H. Correlations between the Rayleigh ratio and the wavelength for toluene and benzene. Chem. Phys. 367 (1), 44-47 (2010).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Etiketler

Kolloidal Kendi Kendine D zenlenmeBTA Fonksiyonelle tirmeUV I k AktivasyonuKonfokal MikroskopiI k Sa l m l mleriG r nt AnaliziHidrojen Ba lanmasFotolabil Grupekirdek kabuk Par ac klar
Supramoleküler Kolloidlerin Sentezi ve Karakterizasyonu
Bize ulaşın
Kütüphaneye tavsiye et

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Telif hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.