14 Kasım 2015
Organik boya molekülleri ve oleik asit kaplı yukarı dönüştürücü nanopartiküller suda çözünür değildir. Bu protokol, organik boya moleküllerinin transferini ve partiküllerin başlangıçtaki hidrofobik çözücülerinden suya yukarı dönüştürülmesini sağlayan bir 'tak ve çalıştır' yöntemini tanımlar.
Bu protokolün genel amacı, nanopartiküllerin nasıl dönüştürüldüğünü ve suda dağılabilir nano düzenekler hazırlamak için organik boya molekülleri ile nasıl kapsüllenebileceğini göstermektir. Bu yöntem, nanopartikülleri organik çözücülerden sulu ortamlara nasıl aktarabileceğiniz ve sudaki foto reaktivitelerini nasıl koruyacağınız gibi nanoteknoloji ve fotokimya alanlarındaki soruları cevaplayabilir. Eşsiz günlük ve oynatma yöntemimizin ana avantajı, basitliği ve çok yönlülüğüdür.
Kapsülleme prosedürü, bir dizi nanopartikül ve organik cihaz kombinasyonuna uygulanabilir. Nanopartiküllerin ve fotoaktif moleküllerin yukarı dönüştürülmesi, UV ışığı aktivasyonu gerektiren daha geniş bir ilaç yelpazesine erişim sağlayacaktır. Ek olarak, bu yöntem, ışıldayan nanopartiküller ve organik boya molekülleri arasındaki enerji transferi hakkında bilgi sağlayabilir.
Genel olarak, nanopartikül kapsülleme, özellikle faz transfer adımı ile ilgili olarak son derece dikkat gerektirir. Örneğin, toplama dizisi veya reaktif oranlarındaki hatalar kolayca partikül agregasyonuna yol açabilir. Bu yöntemin görsel gösterimi kritiktir, çünkü kapsülleme tekniğini içeren birkaç zorlu adım vardır.
Bu nedenle, hassas zamanlama, malzeme miktarı ve sıcaklık gerektirir. İlk olarak, 250 mililitrelik bir ısıtma mantosunu normal bir karıştırma plakasına yerleştirin ve mantoyu bir termokupl üzerine takın. Isıtma mantosunun üzerine manyetik karıştırma çubuğu ile donatılmış 250 mililitrelik yuvarlak tabanlı bir şişe yerleştirin.
Uygun sıkıştırma ile, yuvarlak tabanlı şişenin sol boynuna bir hava adaptörü takın ve bu hava adaptörünü plastik borulu bir schleck hattına bağlayın. Bunu takiben, yuvarlak tabanlı şişenin sağ boynuna bir cam adaptör takın ve cam adaptörün üzerine bir termometre adaptörü sabitleyin. Termometre adaptörü aracılığıyla şişeye bir sıcaklık probu yerleştirin ve bunu termokupl içine takın.
Bir damıtma takın, yuvarlak tabanlı şişenin ortasına, boynuna gidin ve damıtma kafasının üstüne bir tıpa yerleştirin. Kafayı bir kondansatöre, ardından bir vakumlu damıtma adaptörüne ve 50 mililitrelik yuvarlak tabanlı bir şişeye bağlayın. Ardından vakumlu damıtma adaptörünü plastik boru aracılığıyla bir fıskiyeye bağlayın.
Sonraki sırada, bir nokta 17 gram atriyum asetat 0.439 gram itum asetat ve 0.0727 gram erbiyum asetat 250 mililitrelik yuvarlak Alt şişeye, şişeye 30 mililitre oleik asit ve 75 mililitre essene ekleyin. Dereceli bir silindir kullanarak, şişeyi çift manifold sch lank hattına bağlayın ve şişeyi nitrojen hattına bağlı tutmak için ilgili valfi çevirin. Termokupl'u açın ve sıcaklığı 80 santigrat dereceye ayarlayın.
Termokupl'u 50 ila 500 mililitre ayarına getirerek sistemi kademeli olarak bu sıcaklığa ısıtın. Tüm başlangıç malzemeleri çözüldükten sonra, ısıtma mantosunu çıkarın ve reaksiyonun 30 santigrat dereceye kadar soğumasını bekleyin. Sıcaklık 30 santigrat dereceye ulaştığında, damıtma kafasını çıkarın, hava adaptörünü sol boyundan orta boyuna getirin ve sol boynu bir tıpa ile kapatın.
Daha sonra, nitrojen hattından vakum hattına giden valf üzerindeki valfi çevirerek reaksiyon şişesine yavaşça vakum verin. Çözelti köpürmeyi bıraktığında, sıcaklığı dakikada beş santigrat derece hızla 115 santigrat dereceye yükseltin. 115 santigrat derecede 15 dakika sonra, ısıtma mantosunu çıkarın ve reaksiyonu 50 santigrat dereceye soğutun.
Daha sonra, damıtma kafasını orta boyuna ve hava adaptörünü sol boyuna yeniden takarak kurulumu hızlı bir şekilde orijinal forma geri döndürün. Soğutma işlemi sırasında, kapaklı bir plastik şişeye 74 gram sodyum hidroksit, 0.5 gram amonyum florür ekleyin ve reaktifleri sonikasyonu takiben sonikasyon ile 50 mililitre metanol içinde çözün. Çözeltiyi 250 mililitrelik yuvarlak tabanlı şişeye dökün ve şişenin kenarlarını beş mililitre metanol ile durulayın.
Çözeltinin 50 derecede 30 dakika karışmasına izin verdikten sonra, damıtma sırasında metanolü damıtmak için sıcaklığı 75 santigrat dereceye yükseltin, gerekirse toplama şişesini boşaltın. Damıtma bittikten sonra, reaksiyonu nitrojen koruması altında mümkün olduğunca hızlı bir şekilde 300 santigrat dereceye ısıtın. Sıcaklık 300 santigrat dereceye ulaştığında, bu sıcaklığı bir saat koruyun.
Gerekirse, sıcaklığın korunmasına yardımcı olmak için kurulumu alüminyum folyo ile örtün. Ardından, reaksiyonun oda sıcaklığına soğumasına izin vererek ısı kaynağını çıkarın. Oda sıcaklığına soğuduktan sonra, çözeltiyi üç adet 50 mililitrelik plastik santrifüj tüpüne eşit olarak bölün ve her tüpü susuz etanol santrifüj kullanarak 50 mililitre ölçeğine kadar doldurun, tüm tüpler 15 dakika boyunca 3.400 kez G'de.
Supranatantı attıktan sonra, yukarı dönüştüren nanopartikül veya UCNP peletlerini 7.5 mililitre hekzan içinde yeniden dağıtın ve her tüpü 50 mililitre ölçeğine kadar etanol ile doldurun. 15 dakika boyunca 3.400 kez G'de santrifüjlemenin ardından, snat atın ve katı U cnps'yi tüpte 30 mililitre kloroform içinde yeniden dağıtın. Daha sonra çözeltiyi daha fazla kullanım için bir cam sasyon şişesine aktarın.
Bu noktada, üç mililitre kloroformda 25 miligram polistiren, Ultima ve hidrit veya PSMA. Manyetik bir karıştırma çubuğu ile donatılmış bir parıldama şişesinde, şişeye 250 mikrolitre UCNP kloroform stok çözeltisi ekleyin. Çözeltiyi oda sıcaklığında iki saat karıştırın.
Daha sonra, 160 miligram polietamin 2070'i çözün. Bir mililitre kloroformda, çözeltiyi bir pipet kullanarak bir kısımda sintilasyon şişesine ekleyin. Çözeltiyi gece boyunca oda sıcaklığında karıştırdıktan sonra, uygun miktarda organik boya molekülünü bir porsiyon halinde sintilasyon şişesine dağıtın.
Sonra elde edilen çözeltiyi bir saat boyunca karıştırın. Daha sonra, döner bir buharlaştırıcı kullanarak kloroformu düşük basınç altında çıkarın. Bittiğinde, sintilasyon şişesine üç mililitre 0.001 molar sulu sodyum hidroksit çözeltisi ekleyin ve sütlü bir süspansiyon oluşana kadar şişeyi sonikleştirin.
Şişeyi döner buharlaştırıcıya geri yerleştirdikten sonra, süspansiyon berrak bir çözeltiye dönene kadar kalan kloroformu dikkatlice çıkarın. Bunu takiben, çözeltiyi sintilasyon şişesinden iki adet 1.5 mililitrelik konik santrifüj tüpüne aktarın, çözeltileri 25 dakika boyunca 20, 600 kez G'de santrifüjleyin. Süpernatanı attıktan sonra, her tüpe 1.5 mililitre deiyonize su ekleyin ve daha önce olduğu gibi aynı koşullar altında santrifüjlemeyi takiben peletleri sudaki yeniden dağıtmak için tüpleri sonikleştirin.
Süpernatanı atın ve her tüpe 1,5 mililitre deiyonize su ekleyin. Peletler sunasyon ile suda yeniden dağıtıldıktan sonra, daha fazla test için nihai numuneleri elde etmek için her bir sulu nanopartikül dispersiyon numunesini 0,2 mikronluk bir şırınga filtresinden geçirin. Yakın kızılötesi 980 nanometre ile ışınlama üzerine, Erbiyum katkılı sodyum atriyumdan gelen emisyona atanan TPP UCNP numunesinden yeşil emisyon üretilir.
Karışık D-A-E-U-N-C-P numunesinin UV ışığı ile ışınlanması üzerine florür yukarı dönüştürülen nanopartiküller, renksiz halka açılan izomer renkli halkaya dönüştürülür. Kapalı izomer ve görünür ışığa maruz kalma, ters işlemi tetikler. Diara Athene için tipik olduğu gibi, halka açılmış izomerlerin hiçbiri elektromanyetik spektrumun görünür bölgesinde emilmez.
Halka açılan izomerlerin 365 nanometre ışıkla ışınlanması, halka kapalı muadillerini üretir. Seçici fotokrom gözlendi, çünkü D-A-E-U-C-N-P'nin polimer kabuğu içinde kapsüllenmiş iki kromofor, iyi ayrılmış absorpsiyon bantlarına sahipti, bu da amfifilik polimer kabuğun sudaki foto reaksiyonların verimliliğini korumaya yardımcı olduğu sonucunu desteklemektedir. U CMP'lerden gelen emisyon bantları, halka kapalı izomerlerin absorpsiyon bantları ile örtüştüğünden, U CMP'lerin emisyonunun söndürülmesi, bir enerji transfer işlemi ile sağlanır.
Numune, 650 nanometreden daha büyük bir dalga boyuna sahip görünür ışıkla ışınlandığında, sadece halka kapandı, izomerler halkaya geri döndü, izomer açıldı ve kırmızı emisyon yeniden üretildi. Yeşil emisyon hala bir dereceye kadar söndürülmüş olsa da, bir kez ustalaştıktan sonra, bu teknik uygun şekilde yapılırsa 48 saat içinde yapılabilir. Bu prosedürü denerken, nanopartiküllerin geliştirildikten sonra başarılı bir şekilde sentezlenmesini sağlamak için tüm cam eşyaları iyice temizlemeyi unutmamak önemlidir.
Bu teknik, biyogörüntüleme alanındaki araştırmacıların önünü açtı. Görüntü kalitesini iyileştirmek için ayarlanabilir floresan ile nanopartiküllerin nasıl dönüştürülebileceğini oluşturmalarına ve keşfetmelerine olanak sağladı. Bu videoyu izledikten sonra, bu yukarı dönüştürücü nanopartiküllerin nasıl sentezleneceğini ve bu partikülleri ve organik boya moleküllerini içeren nano montajların nasıl yapılacağını iyi anlamış olmalısınız.
Lantanitler, organik çözücüler, sulu alanlar ve yüksek sıcaklıklarla çalışmanın son derece tehlikeli olabileceğini unutmayın. Bu işlem yapılırken her zaman kişisel koruyucu ekipman giymek gibi önlemler alınmalıdır.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Bu protokol, yukarı dönüştürücü nanoparçacıkların sentezlenmesi ve suyla dağılabilen nano düzenekler oluşturmak için bunların organik boya molekülleri ile kapsüllenmesi yöntemini özetlemektedir. Nanoparçacıkların fotoreaktivitelerini korurken organik çözücülerden sulu ortamlara aktarılmasındaki zorluklar ele alınmaktadır.
Bu yöntem, hidrofobik nanoparçacıkların ve organik boyaların fotokimyasal fonksiyonlarını koruyarak sulu ortamlara aktarılmasını sağlayarak nanotıp ve fotodinamik terapi geliştirilmesindeki temel bir zorluğu gidermektedir. Yukarı dönüştürücü nanoparçacıkları aktive etmek için yakın kızılötesi ışık kullanılarak, zararlı ultraviyole ışığa olan bağımlılık azaltılmakta ve potansiyel terapötik uygulamalar için güvenlik profilleri iyileştirilmektedir. Bu yaklaşım, enerji transferi ve ilaç aktivasyon mekanizmalarını incelemek için ayarlanabilir, tersinir ve fotoswitchlenebilir bir sistem sunarak erken keşif aşamasındaki mekanistik risklerin azaltılmasını desteklemektedir.
Bu yöntem, erken aşama mekanistik incelemelerden preklinik formülasyon çalışmalarına kadar uzanan keşif sürecine, özellikle fotodinamik terapi ve hedeflenmiş ilaç aktivasyon stratejileri için uygundur.