Biodegradable blok kopolimerlerin kristalizasyon Driven kendinden montajı ile Monodisperse silindirik Nanopartiküllerin sentezini

Protokolümüz, canlı kristalizasyon odaklı kendinden montaj kullanarak kontrollü uzunlukta blok kopolimer silindirler üretmek için hem halka açma hem de RAFT polimerizasyonlarına odaklanmaktadır. Hem halka açma hem de RAFT polimerizasyonlarının birleşimi, polimerlerin hem yarı kristal hem de fonksiyonel bölgelerle üretilmesine olanak sağlar. Bu, CDSA alanını diğer olası uygulamalara açar.

Protokolün başarısı başlangıç reaktiflerinin kuruluğu etrafında giderir. Kurutma işlemi başladıktan sonra sistemin atmosferle temas etmediğinden emin olun. Yöntem, havaya duyarlı kimya teknikleri hakkında bilgi gerektirir.

Bu uygulamaları video formuna dahil etmek, araştırmacılara pratik deneyim eksikliğinden engel olmadan yeni fikirler sunma özgürlüğü vereceğine inanıyoruz. Başlamak için, tüm cam ve karıştırma çubukları, bir gecede 150 derece santigrat fırında kurutulmuş, tezgah aktarın. Bir karıştırma çubuğu ile donatılmış iki boyunlu 250 mililitrelik yuvarlak alt şişe, bir karıştırma plakası üzerinde bir stand üzerinde kelepçe ve küçük boyun bir hava geçirmez musluk güvenli.

Şişeye 100 mililitre epsilon-caprolactone ekleyin. Yuvarlak alt şişeyi bir boyundaki musluktan nitrojen hattına bağlayın. Üç psi azot sabit bir akış altında, birincil boyun yoluyla şişe içine kalsiyum hidrit bir gram ekleyin.

Bir cam stoper ile ikinci boyun uygun ve bir azot atmosferi altında oda sıcaklığında gece boyunca karıştırın. Şişeye Schlenk hattına saldırın ve sürekli bir nitrojen akışına açıl. Bir stand ve diğer standı na başka bir yuvarlak alt şişe epsilon-caprolactone yuvarlak alt şişe kelepçeleyerek, iki stand üzerinde vakum damıtma ekipmanları monte.

Suyun sisteme girmesini önlemek için sistem üzerinden sürekli bir azot akışını koruyun. Hareketsiz kafaya bir termometre takın ve yerine kapatın. Bağdaştırıcıyı Schlenk satırına takın.

Nitrojen akışını kapatın ve schlenk hattına bu yeni bağlantı üzerinden vakum sistemi açın. Isı epsilon-caprolactone 60-80 derece ısıtma manto, küçük yuvarlak alt şişelerde ilk beş mililitre toplama ve iki boyun yuvarlak alt şişe geri kalanı. Etkili caprolactone yoğunlaştırmak için sıvı nitrojen şişeleri yerleştirin.

İşlemi hızlandırmak için damıtma ekipmanını pamuk ve folyoya sarın. Schlenk çizgisini iki boyunlu yuvarlak alt şişeye takın. Hattı temizlemek için hattı 120 saniye vakuma ve 10 saniye boyunca nitrojene çevirin.

Hattı ve sistemi nitrojene açın. Sonra toplama şişesi ne bir stoper ile uygun kalsiyum hidrit bir gram ekleyin ve bir gecede bir azot atmosferi altında karıştırın. Bu arada, izopropanol 10 mililitre damla ekleyerek aşırı kalsiyum hidrit atın, metanol beş mililitre takip.

Köpüren bir kez, su fazlalığı ekleyin. Damıtma ekipmanını asetonla durulayın ve bir gecede fırına koyun. Sabah, bir kez bitmiş monomer kalsiyum hidrit eklemeden tekrar vakum damıtma tekrarlayın.

Sonra bir ampul içine, kanül yoluyla, caprolactone transfer başlatmak için azot için şişe açın. Ampulu bir torpido kutusuna aktarın. Torpido durumda, stok çözümleri hazırlayın.

Üç ayrı şişe içine, hidroksil zincir transfer maddesi 0.011 gram ekleyin, başlatıcı olarak, difenil fosfat 0.01 gram, katalizör olarak, ve kurutulmuş monomer 0.25 gram, kaprolakon. Başlatıcı ve katalizör şişelerin her birine 0,5 mililitre tolüen ekleyin ve reaktifler eriyene kadar hafifçe çalkalayın. Sonra başlatıcı ve difenil fosfat stok çözeltilerini tek bir şişeye karıştırın ve bir karıştırma çubuğu ekleyin.

Bir karıştırıcı üzerinde şişe düzeltmek, orta karıştırma hızı ayarlayın ve başlatıcı-katalizör şişe içine monomer çözüm ekleyin. Bir kapak ile şişe sığdırın ve oda sıcaklığında sekiz saat karıştırın. Sonra eldiven kutusundan şişe çıkarın ve hemen karışımı eklemek için bir Pasteur pipet kullanın, damla, soğuk dietil eter fazlaiçine, çökeltmek için.

Bir Buchner hunisi ile, beyaz katı filtre, ortam atmosferinde kuru, ve tetrahidrofuran bir mililitre içinde eritin. Diethyl eter iki kez daha çökeltin ve iyice kuru. İlk üç mililitreşile şırınga birkaç temel alümina fişleri hazırlamak.

Stabilizatörleri temizlemek için dioksan ve MMA'yı ayrı şişelere filtreleyin. Daha önce sentezlenmiş PCL'nin 0,5 gramını, 0,424 gram MMA'yı tartın, bir şişeye iki mililitre dioksan ölçün ve çözünmesine izin verin. Reaksiyon karışımına mililitrebaşına 10 miligram ve pipet 139 mikrolitre saf AIBN stok çözeltisi hazırlayın.

Karışımı bir karıştırma çubuğu ile donatılmış bir ampul içine aktarın ve mühür. Sonra ampulu Schlenk hattına takın ve sıvı nitrojene yerleştirin. Çözelti dondurulduktan sonra, vakum göstergesi en fazla bir kez 10 negatif bir milibar okuyana kadar ampulü vakuma getirin.

Ampulkapatın ve tamamen çözülmesine izin verin. Bu donma pompası çözülme döngüsünü iki kez daha tekrarlayın. Son döngü tamamlandıktan sonra, azot ile ampul backfill ve dört saat boyunca 65 santigrat derece önceden ısıtılmış yağ banyosu içine yerleştirin.

Dönüşümizlemek için, yağ banyosuampul almak, azot akışı altında süper mühür için kapağı geçiş, iki damla ayıklamak, bir şişe deuterated kloroform 600 mikrolitre ile karıştırın ve bir NMR tüpüne aktarın. Proton spektrumu çalıştırmak için numuneyi bir NMR cihazının otoörnekleyicisine aktarın. Azot sabit bir akış altında iken kapağı değiştirin ve yağ banyosu içine geri yerleştirin.

Şimdi, yağ banyosunda ısıtılan ampulü dondurulana kadar sıvı nitrojene yerleştirin ve sonra duman kaputuna, polimerizasyonu bir dakika söndürmek için ampulü havaya açın. Daha sonra, dropwise çöktürmek için soğuk dietil eter büyük bir aşırı içine karışımı ekleyin. Buchner filtrasyon ile izole ve kuru.

Polimer ve tetrahidrofuran çözün ve iki kez daha çökelti. Proton NMR spektroskopisi ve SEC analizi için polimeri iyice kurutun. Üretilen PCL-PMMA 0.5 gram, DMA 1.406 gram, dioksan iki mililitre ve mililitre AIBN ve dioksan başına on mililitre 111 mikrolitre ile bu işlemi tekrarlayın.

Polimerizasyonu 70 derecede bir saat ısıtın ve reaksiyon karışımını soğuk dietil eterle üç kez çökeltin. Bir şişe içine üretilen triblok kopolimer beş miligram yerleştirin ve etanol bir mililitre ekleyin. Şişeyi kapaklı ve parafilmle kapatın.

Isı 70 santigrat derece ve üç saat boyunca bir ısıtma manto. Bundan sonra, oda sıcaklığına yavaş yavaş soğuması için şişe almak. Çözeltiyi iki hafta oda sıcaklığında yaşa bırakın.

Çözelti bulutlu döner ve tam olarak monte edildiğinde alt kısmında ayrı bir tabaka oluşturur. Sonication geçirmez bir tüp etanol ile mililitre başına bir miligram dağılım seyreltin. Tüpü buz banyosuna yerleştirin.

Sonication probunun ucunu dağılmanın orta alanına yerleştirin. Çözeltiyi en düşük yoğunlukta iki dakikalık 15 döngü boyunca sonicate edin ve döngüler arasında 15 dakika soğumasını bekleyin. Sonicated tohum dağılım bir aliquot alın ve bir tüp etanol ile mililitre başına 0,18 miligram seyreltin.

Sonra, unimer ve tetrahidrofuran bir çözüm hazırlamak 25 mililitre başına konsantrasyon. Seyreltilmiş tohum dağılımı içine unimer çözeltisinin 32,8 mikrolitre ekleyin ve yavaşça tam çözünme sağlamak için sallayın. Tetrahidrofuran buharlaşması için kapağı biraz aralık ile üç gün boyunca yaşa bırakın.

Bu 500 nanometre silindir 90 nanometre başlangıç tohumları üretecek. Epsilon-caprolactone'un halka açma polimerizasyonu, proton NMR spektrumu tarafından 3.36 PPM'de son grup etil protonların rezonansları ile belirlenen 50 ve son zincirli ester alfa protonlarının 4.08 PPM'de polimerizasyonu ile sonuçlandı. GPC izi, dağılım değeri 1.07 ve mol başına ortalama 10,800 gram olan tipik bir molekül ağırlık dağılımını gösterir.

Buna karşılık, 12 saat boyunca tepki verildi polimerizasyon köstebek başına 15, 500 gram yüksek molekül ağırlıklı omuz verdi. Doğru kurutulmuş olmayan reaktifler kullanarak düşük molekül ağırlıklı kuyruk ile bir ürün karışımı verdi. Ardışık RAFT polimerizasyonları, PMMA bloğu için 10 polimerizasyon derecesine ulaşmıştır ve GPC'de tek modal bir tepe noktası vardır.

Ancak, kasıtlı olarak yüzde 70'in üzerinde çok yüksek dönüşümlere götürüldüğünde, molekül ağırlığının ve yüksek molekül ağırlığının genişlediği gözlenmiştir. 4.08 PPM'de PCL son zincire eter protonları ve 2.93 PPM'de DMA yan zincirli metil protonların karşılaştırılması yla PDMA'nın son bloğunun polimerizasyon derecesi 200 idi. GPC izi dar ve tek modal idi.

Saf olmayan PCL-PMMA kullanılarak zincir uzantısı tekrarı üzerine, düşük molekül ağırlıklı omuz ortaya çıktı. Su herhangi bir varlığı başarısız caprolactone polimerizasyonuneden olabilir gibi, sistem kurutma zaman ayırın unutmayın. Her şeyin kuru olduğundan emin ol.

Silindirin çekirdeği ve koronası arasındaki tampon bölge, diğer CDSA yapısının suda stabilize edilmesine izin vererek yeni araştırma ve işbirliği yolları açabilir.