Síntese Facile de micelas Worm-like por luz visível Mediated Dispersão Polimerização Usando Photoredox Catalisador

O objetivo geral deste protocolo é demonstrar a síntese fácil de micelas semelhantes a vermes usando polimerização mediada por luz visível. Este método envolve a preparação de nanopartículas polimerizadas, que podem ser usadas para uma variedade de aplicações, como nanomedicina A principal vantagem deste procedimento é a produção de nanopartículas semelhantes a vermes usando o procedimento de duas etapas. A implicação dessa técnica se estende ao campo da administração de medicamentos porque, em vários estudos, nanopartículas semelhantes a vermes carregadas com medicamentos mostraram aumentar a absorção celular.

Para iniciar este procedimento, adicione os reagentes apropriados conforme indicado no protocolo de texto, uma barra de agitação magnética e 50 mililitros de acetona nitrilo a um balão de fundo redondo de 100 mililitros. Fechar o balão com um septo de borracha e um fio de aço de dimensões adequadas. Em seguida, resfrie o frasco a menos de quatro graus Celsius em um banho de água gelada.

Em seguida, desoxigenar o frasco durante trinta minutos, borbulhando azoto directamente na mistura de reacção através de uma agulha de calibre 21 com uma segunda agulha de calibre 21 a funcionar como um respiradouro. Colocar o balão em banho de óleo a 70 graus Celsius durante cinco horas e meia. Quando a reação estiver completa, resfrie a polimerização imergindo o frasco diretamente em um banho de água gelada e expondo o conteúdo ao ar.

Em seguida, remova o nitrilo de acetona por agitação sob um fluxo contínuo de ar comprimido. Em seguida, dissolva novamente a mistura bruta em aproximadamente 40 mililitros de tetrahidrofurano ou THF. Agora, adicione o conteúdo do frasco gota a gota a 400 mililitros de uma mistura rapidamente agitada de álcool de petróleo e éter dietílico e continue a mexer até que o sobrenadante não esteja mais turvo.

Quando a precipitação estiver completa, decantar o sobrenadante e dissolver novamente o resíduo de polímero em aproximadamente 40 mililitros de THF. Repetir o processo de precipitação pelo menos mais duas vezes para assegurar a remoção completa do monómero residual. Em seguida, remover o excesso de solvente do homopolímero purificado por agitação sob uma corrente contínua de ar comprimido, seguida de secagem em estufa a vácuo durante quatro horas.

Neste ponto, determinar o número de peso molecular médio do homopolímero por espectroscopia de ressonância magnética nuclear, usando um método previamente relatado. Usando cromatografia de permeação em gel, calcule a dispersão do polímero. Se o peso molecular do seu homopolímero sintetizado se desviar do peso molecular de 9000 apresentado aqui, ainda pode ser possível obter um gel de minhoca na etapa subsequente.

No entanto, o tempo de reação pode variar. Neste ponto, prepare uma solução estoque de um miligrama por mililitro do catalisador foto-redux à base de rutênio em etanol. Armazene a solução de estoque em uma geladeira para minimizar a evaporação do solvente.

Em seguida, tampe uma pipeta pasteur com um pequeno chumaço de algodão usando uma segunda pipeta para ajudar a embalá-la bem. Despeje o óxido de alumínio básico na pipeta para obter uma altura de aproximadamente cinco centímetros. Em seguida, remova o inibidor de hidroquinona de éter monometílico em BzMA passando aproximadamente três mililitros pela pipeta e coletando o BzMA desinibido.

Adicione o BzMA desinibido, o homopolímero, a solução estoque de catalisador de rutênio, acetona nitrila, etanol e barra de agitação magnética a um vidro vil de quatro mililitros. Em seguida, execute o procedimento de desoxigenação conforme descrito anteriormente. Em seguida, coloque o vil em um copo de vidro de 2000 mililitros forrado com tiras de LED azuis e irradie em temperatura ambiente com agitação magnética.

Após vinte horas, monitore a reação vil rotineiramente e remova-a do reator quando a solução de alta viscosidade formar um gel independente quando o vil for invertido. Portanto, se a configuração do seu reator for diferente da apresentada aqui, a gelificação que indica a formação de micelas semelhantes a vermes ainda será observada, porém em um tempo de reação diferente. E isso realmente dependerá da taxa de polimerização do seu reator.

Depois de remover o vil do reator, resfrie a polimerização expondo o gel de nanopartículas ao ar por alguns minutos. Guarde o frasco fechado na vertical no escuro. Para imagens TEM, coloque aproximadamente 40 miligramas do gel de nanopartículas brutas em um frasco de vidro de quatro mililitros.

Agite continuamente o gel de nanopartículas usando um misturador de vórtice e adicione quatro mililitros de etanol gota a gota durante um período de pelo menos cinco minutos. Remova quaisquer agregados macroscópicos da amostra de nanopartículas diluída filtrando através de lã de vidro. Finalmente, realize imagens TEM da amostra de nanopartículas diluídas de acordo com um procedimento relatado anteriormente.

Neste estudo, um protocolo de polimerização em duas etapas é usado para a síntese de micelas semelhantes a vermes usando uma abordagem PISA. Durante a polimerização, a mistura de reação inicialmente transparente torna-se turva de acordo com a polimerização por dispersão e, eventualmente, faz a transição para um estado de gel altamente viscoso, indicando a formação de micelas semelhantes a vermes. As indicações de uma polimerização viva são aparentes com baixas dispersões de polímeros e uma boa correlação entre o peso molecular e a conversão do momômero.

Além disso, traços de cromatografia de permeação em gel indicam uma distribuição predominantemente unimodal com conversão variável, embora alguma terminação molecular alta e cauda de baixo peso molecular sejam observadas neste sistema. A formação da morfologia da micela semelhante a um verme também é alcançável sob diferentes condições de reação, como tipos variáveis de frascos e composições de reagentes, mas também se a fonte de luz for aplicada de forma intermitente. Isso implica que, apesar do forte efeito da penetração da luz nas taxas de polimerização na maioria dos sistemas de fotopolimerização, o comportamento de gelificação neste protocolo ainda pode ser usado como um indicador confiável para a formação de micelas semelhantes a vermes.

Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como gerar nanopartículas com forma programável que são capazes de se auto-organizar em gel.