विद्युत-पॉलिमर नैनोकणों प्रदर्शनी Photothermal गुण

1Materials Science, Engineering, and Commercialization Program, Texas State University, 2Department of Chemistry and Biochemistry, Texas State University, 3Department of Biomedical Engineering, The University of Texas at Austin
Published 1/08/2016
0 Comments
  CITE THIS  SHARE 
Engineering

You must be subscribed to JoVE to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial:

Welcome!

Enter your email below to get your free 10 minute trial to JoVE!





By clicking "Submit," you agree to our policies.

 

Summary

Cite this Article

Copy Citation

Cantu, T., Rodier, B., Iszard, Z., Kilian, A., Pattani, V., Walsh, K., et al. Electroactive Polymer Nanoparticles Exhibiting Photothermal Properties. J. Vis. Exp. (107), e53631, doi:10.3791/53631 (2016).

Please note that all translations are automatically generated through Google Translate.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Introduction

विद्युत-पॉलिमर एक बिजली के क्षेत्र की उपस्थिति में उनके गुणों (रंग, चालकता, जेट, मात्रा, आदि) बदल जाते हैं। तेजी से स्विचन बार, tunability, सहनशीलता, और electroactive पॉलिमर के हल्के विशेषताओं वैकल्पिक ऊर्जा, सेंसर, electrochromics, और जैव चिकित्सा उपकरणों सहित कई प्रस्तावित अनुप्रयोगों, के लिए मार्ग प्रशस्त किया है। विद्युत-पॉलिमर लचीला, हल्के वजन बैटरी और संधारित्र इलेक्ट्रोड के रूप में संभावित रूप से उपयोगी हैं। Electrochromic उपकरणों में electroactive पॉलिमर की एक एप्लीकेशन इमारतों और ऑटोमोबाइल, धूप का चश्मा, सुरक्षात्मक eyewear, ऑप्टिकल भंडारण उपकरणों, और स्मार्ट वस्त्र उद्योग के लिए चकाचौंध से कमी सिस्टम शामिल हैं। 2-5 स्मार्ट खिड़कियां मांग पर प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के विशिष्ट अवरुद्ध और घरों और ऑटोमोबाइल के अंदरूनी हिस्सों की रक्षा के द्वारा ऊर्जा आवश्यकताओं को कम कर सकते हैं। स्मार्ट कपड़ा पराबैंगनी विकिरण के खिलाफ की रक्षा में मदद करने के लिए कपड़ों में इस्तेमाल किया जा सकता है। 6 विद्युत-पॉलिमर ए एल एस हैओ चिकित्सा उपकरणों में इस्तेमाल किया जा करने के लिए शुरू कर दिया। जैव चिकित्सा उपकरणों में इस्तेमाल किया electroactive पॉलिमर के अलावा, polypyrrole (PPy), polyaniline (पानी), और पाली (3,4 ethylenedioxythiophene) (PEDOT) सबसे आम के बीच में हैं। उदाहरण के लिए, पॉलिमर के इन प्रकार आमतौर पर biosensor उपकरणों में transducers के रूप में इस्तेमाल कर रहे हैं चिकित्सीय वितरण में 7 आवेदन भी वादा दिखाया है। अध्ययनों electroactive पॉलिमर से तैयार उपकरणों से दवाओं और चिकित्सकीय प्रोटीन की रिहाई का प्रदर्शन किया है। 8-12 अभी हाल ही में electroactive पॉलिमर photothermal चिकित्सा में चिकित्सीय एजेंट के रूप में इस्तेमाल किया गया है। 13-15 photothermal थेरेपी में, photothermal एजेंटों के पास में प्रकाश को अवशोषित चाहिए यह भी प्रकाश आम तौर पर 1 सेमी तक। 16,17 इस रेंज में, ऊतक में प्रवेश की अधिकतम गहराई है जहां चिकित्सकीय खिड़की के रूप में जाना -infrared (NIR) क्षेत्र (~ 700-900 एनएम), इस तरह के हीमोग्लोबिन के रूप में जैविक chromophores , ऑक्सीजन हीमोग्लोबिन, लिपिड, और पानी थोड़ा करने वाली कोईप्रकाश सक्षम बनाता है जो absorbance, आसानी से घुसना करने के लिए। Photothermal एजेंटों इस चिकित्सीय विंडो में प्रकाश को अवशोषित करते हैं, photoenergy photothermal ऊर्जा में बदल जाती है।

Negishi युग्मन का उपयोग कर संश्लेषित कर रहे थे कि बीआईएस EDOT बेंजीन मोनोमर्स प्रतिस्थापित alkoxy-इरविन और सह कार्यकर्ता पहले से सूचना दी है। 18 Negishi युग्मन कार्बन-कार्बन बांड गठन के लिए एक पसंदीदा तरीका है। इस प्रक्रिया को कम विषाक्त कर रहे हैं और अन्य Organometallics इस्तेमाल किया तुलना में अधिक जेट हो जाते हैं, जो organozinc मध्यवर्ती के उपयोग सहित कई फायदे है। 19,20 Organozinc यौगिकों भी organohalides पर कार्य समूहों की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ संगत कर रहे हैं। 20 में Negishi युग्मन प्रतिक्रिया, एक organohalide और organometal एक पैलेडियम (0) उत्प्रेरक के उपयोग के माध्यम से मिलकर कर रहे हैं। 20 इस के साथ साथ प्रस्तुत काम में, इस पार युग्मन विधि (1,4-dialkoxy-2,5-बीआईएस के संश्लेषण में उपयोग किया जाता है 3,4-ethylenedioxythienyl) benzeपूर्वोत्तर (BEDOT-बी (या) 2) मोनोमर्स। ये मोनोमर्स तो आसानी से जैव चिकित्सा अनुप्रयोगों में प्रयोग के लिए होनहार उम्मीदवार हैं कि पॉलिमर उपज के लिए electrochemically या रासायनिक polymerized जा सकता है।

जैव चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए जलीय समाधान में कोलाइडयन polymeric निलंबन की तैयारी के लिए पारंपरिक तरीकों आमतौर पाली की एनपीएस का उत्पादन करने के लिए आदेश में nanoprecipitation या पायस विलायक वाष्पीकरण की तकनीक से। 21,22 पीछा थोक पॉलिमर के विघटन को शामिल () BEDOT-बी (या 2) एनपीएस सीटू पायस polymerization में के माध्यम से संश्लेषित कर रहे हैं, जहां एक नीचे अप दृष्टिकोण यहां प्रदर्शन किया है। पायस polymerization आसानी से स्केलेबल है और एनपी तैयारी के लिए एक अपेक्षाकृत तेजी से विधि है कि एक प्रक्रिया है। अन्य electroactive पॉलिमर के एनपीएस का उत्पादन करने के लिए पायस polymerization का उपयोग करते हुए 22 अध्ययनों PPy और PEDOT के लिए सूचित किया गया है। 15,23,24 PEDOT एनपीएस, उदाहरण के लिए, स्प्रे पायस पी का उपयोग कर तैयार कर दिया गया हैolymerization। 24 इस विधि को पुन: पेश करने के लिए मुश्किल है, और आमतौर पर बड़े, माइक्रोन आकार के कणों अर्जित करता है। इस आलेख में वर्णित प्रोटोकॉल reproducibly 100 एनएम बहुलक एनपीएस तैयार करने के लिए एक बूंद-sonication पद्धति के उपयोग की पड़ताल।

इस प्रोटोकॉल में, electroactive पॉलिमर पहले से सूचना दी पाली के समान NIR क्षेत्र में प्रकाश को अवशोषित करने के लिए परिचय (BEDOT-बी (या) 2) संश्लेषित और electrochromic उपकरणों में और पीटीटी एजेंट के रूप में अपनी क्षमता का प्रदर्शन करने की विशेषता है। सबसे पहले, Negishi युग्मन के माध्यम से monomers के संश्लेषण के लिए प्रोटोकॉल में वर्णित है। मोनोमर्स एनएमआर और यूवी तुलना- NIR स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग विशेषता है। जलीय मीडिया में ऑक्सीडेटिव पायस polymerization के माध्यम से एनपी कोलाइड निलंबन की तैयारी भी वर्णन किया गया है। प्रक्रिया पहले से हान एट अल। अलग मोनोमर्स करने के लिए लागू किया जाता है कि द्वारा वर्णित एक दो कदम पायस polymerization की प्रक्रिया पर आधारित है। एक दो पृष्ठसक्रियकारक प्रणाली हैएनपी monodispersity नियंत्रित करने के लिए प्रयोग किया जाता है। एक सेल व्यवहार्यता परख एनपीएस के cytocompatibility मूल्यांकन करने के लिए प्रयोग किया जाता है। अन्त में, पीटीटी ट्रांसड्यूसर के रूप में कार्य करने के लिए इन एनपीएस के संभावित एक Nir लेजर के साथ विकिरण द्वारा प्रदर्शन किया है।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

सावधानी: उपयोग करने से पहले सभी प्रासंगिक सुरक्षा डाटा शीट (एसडीएस) से परामर्श करें। इन संश्लेषण में इस्तेमाल किया अभिकर्मकों के कई संभावित खतरनाक हैं। व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण (सुरक्षा चश्मा, दस्ताने, प्रयोगशाला कोट, लंबे पैंट, और बंद पैर के जूते) सहित सभी उचित सुरक्षा प्रथाओं का उपयोग करें, और धूआं डाकू में संश्लेषण प्रदर्शन करें। Lithiation विशेष रूप से खतरनाक है और केवल पर्यवेक्षण के साथ ठीक से प्रशिक्षित व्यक्तियों द्वारा किया जाना चाहिए।

1. Monomer संश्लेषण

नोट: चित्रा 1 व्यापारियों और जिसका संश्लेषण की धारा 1.2 में वर्णित है मोनोमर्स की तैयारी के लिए रासायनिक मार्ग से पता चलता है - 1.5।

  1. सामग्री
    1. पहले से वर्णित के रूप में EDOT शुद्ध। 25
    2. 24 घंटे के लिए वैक्यूम के अंतर्गत tetrabutyl अमोनियम एथिल एसीटेट से परक्लोरेट (TBAP) और सूखी recrystallize। एन butyllithium होए एट अल द्वारा वर्णित के रूप में (hexanes में nBuLi, 2.5 एम) titrate।
    3. सूखी मैग्नीशियम सल्फेट और उपयोग करने से पहले 24 घंटे के लिए 100 डिग्री सेल्सियस पर पोटेशियम कार्बोनेट। प्राप्त के रूप में इस प्रोटोकॉल में प्रयुक्त सभी अन्य रसायनों का प्रयोग करें।
  2. 1,4-Dialkoxybenzenes के संश्लेषण
    नोट: चित्रा 1 ए 1-bromohexane का उपयोग कर 1,4-dihexyloxybenzene की तैयारी से पता चलता है।
    1. एक पट, एक आर्गन इनलेट एडाप्टर, और एक bubbler से जुड़ा एक गैस दुकान एडाप्टर के साथ लगे एक कंडेनसर के साथ एक ओवन में सुखा तीन गर्दन दौर नीचे कुप्पी से लैस। प्रायर सील करने के लिए कुप्पी के लिए एक हलचल बार जोड़ें।
    2. एक पाली (विनाइल क्लोराइड) का उपयोग Schlenk लाइन (पीवीसी) टयूबिंग के लिए इनलेट एडाप्टर कनेक्ट और आर्गन साथ दौर नीचे कुप्पी शुद्ध करना।
    3. दौर नीचे फ्लास्क उदकुनैन के 12.5 ग्राम (113.5 mmol) जोड़ें और सरगर्मी के साथ निर्जल tetrahydrofuran (THF) के 20 मिलीलीटर में भंग।
    4. उधर, एक एकल गर्दन में इथेनॉल के 30 मिलीलीटर में KOH के 14 ग्राम (250 mmol) भंगदौर नीचे फ्लास्क और जब तक भंग हलचल।
    5. एक बार भंग, धीरे-धीरे एक सिरिंज का उपयोग तीन गर्दन दौर नीचे फ्लास्क KOH समाधान जोड़ें। मिश्रण 1 घंटे के लिए हलचल करने की अनुमति दें।
    6. एक घंटे के बाद, प्रतिक्रिया मिश्रण करने के लिए एक-bromoalkane के 250 mmol जोड़ें।
    7. आर्गन के तहत सरगर्मी के साथ 24 घंटे के लिए भाटा पर प्रतिक्रिया मिश्रण गर्मी।
    8. 24 घंटे के बाद, प्रतिक्रिया मिश्रण आरटी के लिए शांत और 15 मिलीलीटर डि पानी और क्लोराइड के 10 मिलीलीटर जोड़ने की अनुमति देते हैं।
    9. एक जुदा कीप स्थानांतरण के मिश्रण। जैविक परत को अलग-थलग और डि पानी की 10 मिलीलीटर के साथ यह तीन बार धोएं।
    10. 15 मिनट के लिए MgSO 4 की 15 ग्राम से अधिक जैविक परत सूखी।
    11. फिल्टर पेपर के माध्यम से वैक्यूम निस्पंदन के माध्यम से MgSO 4 निकालें।
    12. एक कच्चे सफेद ठोस रूप में 1,4-dialkoxybenzene उपज के लिए 50 डिग्री सेल्सियस और 21 किलो पास्कल पर एक रोटरी बाष्पीकरण का उपयोग कर फ़िल्टर समाधान से विलायक निकालें।
    13. अभी काफी गर्म इथेनॉल जोड़कर कच्चे तेल उत्पाद recrystallizeउत्पाद भंग। भंग कर लेते हैं, तो क्रिस्टलीकरण प्रेरित करने के लिए एक बर्फ स्नान में जगह है।
    14. फिल्टर पेपर के माध्यम से वैक्यूम निस्पंदन के माध्यम से क्रिस्टल लीजिए और ठंड इथेनॉल से धो लें।
    15. आरटी पर 24 घंटे के लिए वैक्यूम के अंतर्गत क्रिस्टल सूखी और आगे उपयोग के लिए जब तक आर्गन के तहत उन्हें दुकान। यह प्रक्रिया 1,4-dihexyloxybenzene पैदा करता है।
    16. गलनांक और 1 एच और 13 सी एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग कर उत्पाद विशेषताएँ। 27
  3. 1,4-Dialkoxybenzenes युक्त एस्टर moieties के संश्लेषण
    नोट: चित्रा 1 बी एथिल-4-bromobutanoate का उपयोग कर एक 1,4-dialkoxybenzene की तैयारी के लिए रासायनिक मार्ग दिखाता है।
    1. एक पट, एक आर्गन इनलेट एडाप्टर, और एक bubbler से जुड़ा एक गिलास आउटलेट एडाप्टर के साथ लगे एक कंडेनसर के साथ एक ओवन में सुखा तीन गर्दन दौर नीचे कुप्पी से लैस। प्रायर सील करने के लिए कुप्पी के लिए एक हलचल बार जोड़ें।
    2. पीवीसी टयूबिंग का उपयोग कर Schlenk लाइन के लिए इनलेट एडाप्टर कनेक्ट और आर्गन के साथ शुद्ध करना।
    3. केआई की 1.88 ग्राम (93.5 mmol) और कश्मीर 2 3 सीओ के 15.69 ग्राम (93.3 mmol) वजन और दौर नीचे कुप्पी में जोड़ें।
    4. निर्जल एन, एन -dimethylformamide (DMF) के 25 मिलीलीटर जोड़ें और लवण भंग जब तक हलचल।
    5. भंग कर लेते हैं, तो प्रतिक्रिया मिश्रण को उदकुनैन की 2.5 ग्राम (18.7 mmol) जोड़ने और जब तक भंग प्रतिक्रिया हलचल करने के लिए अनुमति देते हैं।
    6. सभी ठोस भंग कर रहे हैं, जब एल्काइल bromoalkanoate की 46.8 mmol जोड़ने; निरंतर सरगर्मी के साथ आर्गन के तहत 24 घंटे के लिए भाटा पर प्रतिक्रिया मिश्रण गर्मी।
    7. गर्मी से प्रतिक्रिया मिश्रण निकालें और यह आरटी के लिए शांत करने के लिए अनुमति देते हैं।
    8. एक जुदा कीप करने के लिए प्रतिक्रिया मिश्रण स्थानांतरण और जैविक परत को निकालने के लिए पानी (20 एमएल) और एथिल एसीटेट (20 एमएल) जोड़ें। जैविक परत को अलग है और यह पानी के साथ तीन बार (20 मिलीलीटर भाग) धो लें।
    9. 15 मिनट के लिए MgSO 4 की 15 ग्राम से अधिक जैविक परत सूखी। एक बार सूखे, fil के माध्यम से वैक्यूम निस्पंदन के माध्यम से मिश्रण से MgSO 4 को दूरआतंकवाद कागज।
    10. 100 डिग्री सेल्सियस और 21 किलो पास्कल पर एक रोटरी बाष्पीकरण का उपयोग कर विलायक निकालें। आर टी ओ / एन पर वैक्यूम के अंतर्गत कच्चे तेल उत्पाद सूखी।
    11. सभी ठोस भंग करने के लिए अभी काफी गर्म इथेनॉल जोड़कर उत्पाद recrystallize। भंग होने के बाद, बर्फ में कुप्पी शांत और क्रिस्टल के रूप में करने की अनुमति देते हैं। वैक्यूम निस्पंदन के माध्यम से उत्पाद लीजिए और ठंड इथेनॉल से धो लें।
    12. 24 घंटे के लिए आरटी पर वैक्यूम के अंतर्गत क्रिस्टल सूखी और आगे उपयोग के लिए जब तक आर्गन के तहत दुकान। यह प्रक्रिया 1,4-बीआईएस (इथाइल butanoyloxy) बेंजीन पैदा करता है।
    13. गलनांक और 1 एच और 13 सी एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग कर उत्पाद विशेषताएँ। 28
  4. 1,4-Dialkoxy-2,5-dibromobenzenes के संश्लेषण
    नोट: 1,4-dialkoxy-2,5-dibromobenzenes की तैयारी के लिए रासायनिक मार्ग चित्रा 1 ए और 1 बी में दिखाया गया है।
    1. एक आर्गन इनलेट, एक साथ छाया हुआ एक निरंतर दबाव अलावा कीप के साथ एक सूखी, तीन गर्दन दौर नीचे कुप्पी फ़िटकांच डाट या पट, और एक 1 एम NaOH समाधान पर निलंबित एक औंधा कांच कीप के साथ लगे प्लास्टिक टयूबिंग से जुड़ा एक दुकान।
    2. इस दौर नीचे फ्लास्क में, क्लोराइड में 1,4-dialkoxybenzene की 218 mmol (15 एमएल) के भंग।
    3. उधर, एक 250 मिलीलीटर फ्लास्क बीआर 2 के 12 एमएल (598 mmol) जोड़ने और क्लोराइड (12 एमएल) के साथ पतला।
    4. लगातार दबाव अलावा कीप को बीआर 2 / क्लोराइड समाधान स्थानांतरण। 2 घंटा के अंतराल पर आर्गन के तहत सरगर्मी के साथ तीन गर्दन दौर नीचे फ्लास्क में बीआर 2 समाधान dropwise जोड़ें।
    5. पूरा अलावा के बाद, प्रतिक्रिया निरंतर आर्गन प्रवाह के तहत हे / एन हलचल करने के लिए अनुमति देते हैं।
    6. डि पानी (20 एमएल) जोड़कर प्रतिक्रिया बुझाना, और एक जुदा कीप में मिश्रण डालना।
    7. जैविक परत को अलग-थलग और डि पानी (20 मिलीलीटर भाग) के साथ तीन बार धोएं। 15 मिनट के लिए MgSO 4 की 15 ग्राम से अधिक जैविक परत सूखी।
    8. द्वारा MgSO 4 हटायेवैक्यूम फिल्टर पेपर के माध्यम से छानने का काम, और 75 डिग्री सेल्सियस और 21 किलो पास्कल पर एक रोटरी बाष्पीकरण का उपयोग कर विलायक हटा दें।
    9. सभी ठोस भंग करने के लिए अभी काफी गर्म इथेनॉल जोड़कर कच्चे 1,4-dialkoxy-2,5-dibromobenzene शुद्ध। भंग होने के बाद, बर्फ में कुप्पी शांत और क्रिस्टल के रूप में करने की अनुमति देते हैं। वैक्यूम निस्पंदन के माध्यम से उत्पाद लीजिए और ठंड इथेनॉल से धो लें।
    10. आर टी ओ / एन पर वैक्यूम के तहत शुद्ध उत्पाद शुष्क; आर्गन के तहत दुकान।
    11. गलनांक और 1 एच और 13 सी एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग कर उत्पाद विशेषताएँ। 27,28
  5. 1,4-Dialkoxy-2,5-dibromobenzenes 3,4 Ethylenedioxythiophene साथ की Negishi युग्मन (EDOT)
    नोट: चित्रा 1C मोनोमर्स एम 1 और एम 2 के लिए फार्म का EDOT साथ 1,4-dialkoxy-2,5-dibromobenzenes की Negishi युग्मन से पता चलता है।
    1. एक पट, आर्गन से जुड़ा एक इनलेट प्रवाह नियंत्रण एडाप्टर के साथ लगे एक कंडेनसर, और एक गैस आउटलेट प्रवाह चुनाव के साथ एक स्वच्छ तीन गर्दन दौर नीचे कुप्पी फ़िटएक bubbler से जुड़ा trol एडाप्टर।
    2. मोटी दीवारों पीवीसी टयूबिंग का उपयोग कर Schlenk लाइन के लिए इनलेट एडाप्टर कनेक्ट करें। कई मिनट के लिए प्रतिक्रिया कुप्पी में आर्गन बहने लगते हैं।
    3. एक लेम्प बर्नर का उपयोग करना, वैक्यूम के अंतर्गत तंत्र लौ-सूखी और एक वायुहीन वातावरण सुनिश्चित करने के क्रम में आर्गन के साथ तीन बार शुद्ध करना।
    4. शुद्ध EDOT की 1.07 ग्राम (10 mmol) वजन और पट के माध्यम से डाला एक सिरिंज का उपयोग प्रतिक्रिया कुप्पी में जोड़ें। निर्जल THF (20 एमएल) के साथ EDOT पतला और आर्गन के तहत हलचल।
    5. -78 डिग्री सेल्सियस पर 15 मिनट के लिए एक सूखी बर्फ / एसीटोन स्नान का उपयोग EDOT समाधान युक्त कुप्पी टेंशन मत लो।
    6. -78 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर बनाए रखते हुए 15 मिनट के बाद, धीरे धीरे hexanes समाधान dropwise में 11 mmol nBuLi जोड़ें। 1 घंटे के लिए -78 डिग्री सेल्सियस पर प्रतिक्रिया हिलाओ।
      नोट: nBuLi की सटीक एकाग्रता की धारा 1.1 के अनुसार उपयोग करने से पहले अनुमापन द्वारा निर्धारित किया जाना चाहिए।
    7. सरगर्मी के 1 घंटे के बाद, सूखी बर्फ / एसीटोन बा को दूरवें।
    8. तुरंत स्नान को हटाने के बाद, 1.0 एम ZnCl 2 समाधान dropwise के 14.13 मिलीलीटर जोड़ें। आरटी पर सरगर्मी जबकि प्रतिक्रिया 1 घंटे के लिए आगे बढ़ने की अनुमति दें।
    9. सरगर्मी के 1 घंटे के बाद, 4 mmol प्रतिक्रिया मिश्रण करने के लिए 1,4-dialkoxy-2,5-dibromobenzene और tetrakis की 0.08 mmol (triphenylphosphine) पैलेडियम (0) जोड़ें।
    10. एक तेल स्नान में भाटा पर प्रतिक्रिया मिश्रण (70 डिग्री सेल्सियस) गर्मी।
    11. पतली परत क्रोमैटोग्राफी (टीएलसी) का उपयोग प्रतिक्रिया प्रगति को ट्रैक: दैनिक एक सिरिंज का उपयोग प्रतिक्रिया मिश्रण की छोटी (0.2 एमएल) aliquots लो और 2 मिलीलीटर 1 एम एचसीएल में वेग। 2 मिलीलीटर CHCl 3 के साथ निकालें और EDOT का समाधान और appropriate1,4-dialkoxy-2,5-dibromobenzene के धब्बों के साथ एक सिलिका टीएलसी थाली पर निकालने हाजिर। 60:40 एथिल एसीटेट के साथ Elute: हेक्सेन।
    12. प्रतिक्रिया पूरा हो गया है, प्रतिक्रिया मिश्रण आरटी के लिए शांत करने के लिए अनुमति देते हैं। क्लोराइड के अलावा (20 एमएल) के द्वारा पीछा 1 एम एचसीएल के 10 मिलीलीटर जोड़कर प्रतिक्रिया बुझाने।
    13. टीआरएक जुदा कीप करने ansfer और जैविक परत अलग।
    14. धोने के पानी नहीं रह गया है अम्लीय है जब तक डि पानी के साथ कार्बनिक परत धो लें। पीएच पेपर के साथ धोने के पानी की अम्लता का परीक्षण करें।
    15. MgSO 4, फिल्टर की 15 ग्राम से अधिक जैविक परत सूखी, और एक पीला, नारंगी ठोस रूप में कच्चे तेल बढ़ाया विकार मोनोमर (एम 1 या M2) उपज के लिए 50 डिग्री सेल्सियस और 21 किलो पास्कल पर एक रोटरी बाष्पीकरण का उपयोग कर विलायक हटा दें।
    16. M2 के लिए बेंजीन: 1 इथेनॉल: बेंजीन समाधान M1 के लिए या 7: 2 हेक्सेन एक 3 के गर्म समाधान का उपयोग कच्चे तेल उत्पाद recrystallize। ठोस भंग करने के लिए अभी काफी गर्म विलायक मिश्रण जोड़ें। भंग होने के बाद, बर्फ में कुप्पी शांत और क्रिस्टल के रूप में करने की अनुमति देते हैं। वैक्यूम निस्पंदन के माध्यम से उत्पाद लीजिए और ठंड इथेनॉल से धो लें।
    17. आरटी पर 24 घंटे के लिए वैक्यूम के अंतर्गत उत्पाद सूखी। आर्गन के तहत अंधेरे में स्टोर।
    18. गलनांक और 1 एच और 13 सी एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग कर उत्पाद विशेषताएँ। 18

  1. Electropolymerization
    1. एक 50 एमएल में बड़ा फ्लास्क निर्जल Acetonitrile (सीएच 3 सीएन) में एक 100 मिमी tetrabutylammonium परक्लोरेट (TBAP) इलेक्ट्रोलाइट समाधान तैयार है।
    2. एक 10 एमएल में बड़ा फ्लास्क मंदक के रूप में 100 मिमी TBAP / सीएच 3 सीएन समाधान का उपयोग (एम 1 या M2) समाधान एक 10 मिमी मोनोमर तैयार करते हैं।
    3. एक ओवन में सुखा विद्युत सेल के लिए एक चांदी के तार (छद्म संदर्भ इलेक्ट्रोड) और एक प्लैटिनम ध्वज (काउंटर इलेक्ट्रोड) जोड़ें।
    4. काम कर इलेक्ट्रोड के रूप में इस्तेमाल के लिए एक हौसले पॉलिश प्लैटिनम बटन (2 मिमी 2 व्यास) डालें। प्लैटिनम बटन इलेक्ट्रोड के नीचे विद्युत सेल के नीचे छू नहीं है कि सुनिश्चित करें।
    5. सभी तीन इलेक्ट्रोड के सुझावों समाधान में डूब रहे हैं कि यह सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त मोनोमर इलेक्ट्रोलाइट समाधान के साथ विद्युत सेल भरें।
    6. वें में डूबे एक सुई के माध्यम से धीरे बुदबुदाती आर्गन से 5 मिनट के लिए समाधान डी-aerateई समाधान।
    7. सुई समाधान ऊपर 2 मिमी उठाएँ और समाधान पर एक आर्गन कंबल बनाए रखने के लिए प्रयोग भर आर्गन प्रवाह जारी है।
    8. Potentiostat के लिए इलेक्ट्रोड कनेक्ट और 100 एम वी / सेकंड के एक झाड़ू दर और -1.5 वी और 1.0 वी के बीच एक संभावित सीमा पर लागू संभावित पांच बार साइकिल से बहुलकीकरण शुरू
    9. चक्रीय voltammograms उत्पन्न करने के लिए इस प्रक्रिया के दौरान वर्तमान उत्पादन रिकॉर्ड।
  2. पॉलिमर Electrochemistry
    1. बहुलक फिल्म प्लैटिनम बटन काम इलेक्ट्रोड पर जमा हो जाने के बाद, मोनोमर इलेक्ट्रोलाइट समाधान से सभी इलेक्ट्रोड को हटाने और धीरे मोनोमर मुक्त इलेक्ट्रोलाइट समाधान (3 एमएल) के साथ कुल्ला।
    2. एक साफ विद्युत सेल के लिए इलेक्ट्रोड जोड़ें और सभी तीन इलेक्ट्रोड के सुझावों समाधान में डूब रहे हैं कि यह सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त मोनोमर मुक्त इलेक्ट्रोलाइट समाधान जोड़ें।
    3. Potentiostat के लिए इलेक्ट्रोड कनेक्ट करें। लागू संभावित TW साइकिल50 एम वी / सेकंड के एक झाड़ू दर और -1.5 वी और 1.0 वी के बीच एक संभावित सीमा पर ओ बार
    4. 100 पर 200, 300, और 400 एम वी / सेकंड प्रयोग को दोहराने। चक्रीय voltammograms उत्पन्न करने के लिए एक प्रयोग के दौरान वर्तमान उत्पादन में रिकार्ड।
  3. यूवी तुलना- NIR स्पेक्ट्रोस्कोपी और photothermal अध्ययन के लिए Electropolymerized फिल्म्स की तैयारी
    1. एक इंडियम टिन ऑक्साइड (आईटीओ) काम इलेक्ट्रोड के रूप में लेपित गिलास स्लाइड का उपयोग कर, ऊपर 2.1 खंड में इस बार के रूप में वर्णित बहुलक फिल्मों तैयार करें। 100 एम वी / सेकंड की दर स्कैन में 5 चक्र पर बहुलक फिल्मों के लिए आगे बढ़ें।
    2. बहुलक बयान के बाद, मोनोमर समाधान से इलेक्ट्रोड हटाने और acetonitrile (5 एमएल) के साथ कुल्ला।
    3. पढ़ाई के स्पेक्ट्रोस्कोपी करने से पहले acetonitrile में बहुलक फिल्म स्टोर।

3. एनपी तैयारी

चित्रा 2 पायस polymerization के माध्यम से एनपी तैयारी के लिए इस्तेमाल की प्रक्रिया का एक योजनाबद्ध दिखाता है।

  1. पीआरepare 2% की एक 1 मिलीलीटर समाधान के लिए एक कांच की शीशी में पानी में पाली (4-styrenesulfonic एसिड-सह-Maleic एसिड) (पीएसएस-सह-एमए) (w / v)। शीशी के लिए एक छोटे चुंबकीय हलचल बार जोड़ें। इस जलीय चरण है।
  2. एक microcentrifuge ट्यूब में क्लोरोफॉर्म में 16 मिलीग्राम / एमएल मोनोमर समाधान के 100 μl तैयार करें।
  3. 100 μl मोनोमर समाधान में dodecylbenzene सल्फोनिक एसिड (DBSA) की 0.03 ग्राम भंग करके जैविक समाधान तैयार है। समाधान की एकरूपता सुनिश्चित करने के क्रम में 30-60 मिनट के लिए एक स्वचालित भंवर मिक्सर का उपयोग कर कार्बनिक समाधान मिलाएं।
  4. जैविक समाधान की पूरी मात्रा में इस्तेमाल किया जाता है जब तक एक चुंबकीय हलचल पट्टी के साथ सरगर्मी, जबकि 10 μl भागों में जलीय चरण dropwise के लिए जैविक चरण जोड़ें। जोड़ के बीच में 60 सेकंड के लिए सरगर्मी अनुमति दें।
  5. मिश्रण पतला करने के लिए पानी के 2 मिलीलीटर जोड़ें। शीशी से हलचल बार निकालें।
  6. डुबो जबकि 30% के एक आयाम पर 10 सेकंड के अंतराल में 20 सेकंड के कुल के लिए एक जांच sonicator का उपयोग पायस Sonicateएक बर्फ स्नान में शीशी।
  7. , बर्फ स्नान से नमूना शीशी निकालें हलचल बार जगह है, और पायस सरगर्मी जारी है।
  8. मोनोमर पायस करने के लिए पानी में FeCl 3 की 100 मिलीग्राम / एमएल समाधान के 3.8 μl जोड़ें। लगातार क्रियाशीलता जबकि polymerization के 1 घंटे के लिए घटित करने के लिए अनुमति दें। बहुलक की इस प्रोटोकॉल की पैदावार एनपीएस पीएसएस-सह-एमए के साथ स्थिर हो।
  9. हलचल थाली से एनपी निलंबन निकालें और 7 मिलीलीटर अपकेंद्रित्र ट्यूब में हस्तांतरण। 3 मिनट के लिए 75,600 XG पर निलंबन अपकेंद्रित्र; सतह पर तैरनेवाला की वसूली और गोली त्यागें।
  10. 100 केडीए आणविक वजन कटऑफ (MWCO) डायलिसिस ट्यूबिंग का उपयोग कर 24 घंटे के लिए सतह पर तैरनेवाला dialyze।

4. बहुलक फिल्मों और एनपी विशेषता

नोट: यूवी तुलना- NIR स्पेक्ट्रोस्कोपी के माध्यम से बहुलक फिल्मों और एनपीएस विशेषताएँ, और गतिशील प्रकाश बिखरने, जीटा संभावित विश्लेषण, और इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग एनपीएस।

  1. यूवी विज़-एन में पॉलिमर अवशोषण का निर्धारणआईआर स्पेक्ट्रम 29
    1. एनपी निलंबन: एक क्वार्ट्ज क्युवेट करने के लिए निलंबन स्थानांतरण और 300 से स्पेक्ट्रम हासिल - 5 एनएम के स्कैन अंतराल पर 1000 एनएम।
    2. ऑक्सीकरण फिल्मों बहुलक: एक क्वार्ट्ज क्युवेट बहुलक लेपित आईटीओ कांच स्लाइड स्थानांतरण और निर्जल acetonitrile साथ क्युवेट भरें। Acetonitrile को CHCl 3 में FeCl 3 की 100 मिलीग्राम / एमएल समाधान के 2 बूँदें जोड़ें और बहुलक फिल्म पूरी तरह से ऑक्सीकरण हो जाता है सुनिश्चित करने के लिए मिश्रण। 5 एनएम के स्कैन अंतराल पर 1000 एनएम - 300 से स्पेक्ट्रम हासिल।
    3. घटी हुई फिल्मों बहुलक: एक क्युवेट बहुलक लेपित आईटीओ कांच स्लाइड स्थानांतरण और निर्जल acetonitrile साथ क्युवेट भरें। तरल करने के लिए hydrazine की एक बूंद जोड़ें और बहुलक फिल्म पूरी तरह से कम हो जाता है सुनिश्चित करने के लिए मिश्रण। 5 एनएम के स्कैन अंतराल पर 1000 एनएम - 300 से स्पेक्ट्रम हासिल।
  2. गतिशील लाइट बिखरने (DLS) 30 का उपयोग एनपी आकार का निर्धारण
    1. डीएलएस साधन चालू करें और अनुमतियह 15 मिनट के लिए गर्म करने के लिए।
    2. एक डिस्पोजेबल पॉलीस्टीरिन क्युवेट में 0.01 मिलीग्राम / एमएल और जगह की एकाग्रता के लिए पानी में एनपी निलंबन पतला।
    3. रीडर में क्युवेट प्लेस और माप शुरू करते हैं।
  3. एनपी जीटा संभावित 31 का निर्धारण
    1. जीटा संभावित साधन चालू करें और इसे 30 मिनट के लिए गर्म करने के लिए अनुमति देते हैं।
    2. 10 मिमी KCl समाधान के 800 μl में एनपी निलंबन के 200 μl गिराए द्वारा नमूना तैयार करें।
    3. नमूने के 700 μl के साथ एक डिस्पोजेबल पॉलीस्टीरिन क्युवेट भरें।
    4. कोई बुलबुले इलेक्ट्रोड के बीच या लेजर प्रकाश पथ में फंस रहे हैं कि यह सुनिश्चित करने के नमूने में जीटा संभावित इलेक्ट्रोड सेल डालें।
    5. साधन में क्युवेट डालें और माप चलाने के लिए सॉफ्टवेयर निर्देशों का पालन करें।
  4. स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (SEM), 32 का प्रयोग एनपी आकार का निर्धारण
    1. ड्रॉप-डाली एनपी निलंबन के 10 μl सी वेफर्स पर औरशुष्क करने की अनुमति।
    2. कोट इरीडियम के 2 एनएम के साथ सूखे एनपीएस धूम।
    3. छवि 5 मिमी की दूरी काम में और 5 केवी पर नमूने हैं।

5. एनपीएस के Cytocompatibility जांच

नोट: सभी सेल जोड़तोड़ एक जैव सुरक्षा कैबिनेट (लामिना का प्रवाह हुड) वातावरण से बैक्टीरिया, खमीर, या कवक के साथ कोशिकाओं के संक्रमण को रोकने के लिए, और संभावित संक्रामक रोगों से उपयोगकर्ता की रक्षा में बाहर किया जाना चाहिए। कोशिकाओं के साथ इस्तेमाल सभी समाधान और आपूर्ति बाँझ होना चाहिए। उचित सड़न रोकनेवाला सेल कल्चर तकनीक का प्रयोग करें।

  1. संस्कृति सीओ 2 इनक्यूबेटर (5% सीओ 2) मध्यम विकास के रूप में 10% भ्रूण गोजातीय सीरम के साथ पूरक Dulbecco संशोधित ईगल मध्यम (DMEM) का उपयोग करने में 37 डिग्री सेल्सियस पर T75 बोतल में SKOV -3 या गर्भाशय के कैंसर कोशिकाओं।
  2. / अच्छी तरह से एक 96 अच्छी तरह से थाली में और 5000 कोशिकाओं के एक सेल घनत्व में बीज कोशिकाओं सीओ 2 में 37 डिग्री सेल्सियस पर 24 घंटे के लिए सेते
  3. तुरंत उपयोग करने से पहले, 1 मिलीग्राम / एमएल की एकाग्रता में पूर्ण मध्यम विकास में एनपी निलंबन पतला।
  4. एक बाँझ 0.2 माइक्रोन फिल्टर के माध्यम से गुजर रहा एनपी निलंबन फ़िल्टर और 1% पेनिसिलिन / स्ट्रेप्टोमाइसिन के साथ पूरक पूर्ण मध्यम विकास के साथ वांछित जोखिम सांद्रता (2-500 माइक्रोग्राम / एमएल) के लिए पतला।
  5. धीरे pipetting द्वारा 96 अच्छी तरह से थाली में कुओं में से प्रत्येक से मीडिया को दूर करने और विभिन्न जोखिम सांद्रता में एनपी निलंबन के 100 μl के साथ बदलने के लिए, या सकारात्मक और नकारात्मक cytocompatibility नियंत्रण के लिए दोनों एनपी मुक्त मीडिया के 100 μl के साथ। शर्त के अनुसार 6 को दोहराने के कुओं का उपयोग।
  6. इसके तत्काल बाद अगले कदम से पहले, फिनोल लाल मुक्त DMEM में एक 3- (4,5-dimethylthiazol-2-YL) के 0.5 मिलीग्राम / एमएल समाधान -2,5-diphenyltetrazolium ब्रोमाइड (MTT) तैयार करते हैं। बाँझ फिल्टर एक बाँझ 0.2 माइक्रोन फिल्टर के माध्यम से MTT समाधान।
  7. Ty (एनपीएस समय के वांछित अवधि के लिए कोशिकाओं के साथ सेते अनुमति के बादpically 24 या 48 घंटा), ध्यान से बाहर pipetting द्वारा एनपी निलंबन हटा दें।
  8. इसके तत्काल बाद स्थिति के आधार पर निम्नलिखित के साथ मीडिया की जगह:
    1. नकारात्मक cytocompatibility नियंत्रण के लिए, 6 कुओं में से प्रत्येक के लिए 100 μl मेथनॉल जोड़ सकते हैं और कम से कम 5 मिनट के लिए बैठने के लिए अनुमति देते हैं। मेथनॉल उपचार के बाद, फिनोल लाल मुक्त DMEM में बाँझ फ़िल्टर 0.5 मिलीग्राम / एमएल MTT समाधान के 100 μl साथ मेथनॉल जगह।
    2. सकारात्मक नियंत्रण और एनपी इलाज के नमूने लिए, फिनोल लाल मुक्त DMEM में बाँझ फ़िल्टर 0.5 मिलीग्राम / एमएल MTT समाधान के 100 μl के साथ मध्यम जगह।
  9. इनक्यूबेटर में 2-4 घंटे के लिए कोशिकाओं को सेते हैं। ऊष्मायन के बाद, formazan क्रिस्टल के गठन के लिए जाँच करने के लिए खुर्दबीन के नीचे कोशिकाओं की जांच।
  10. ध्यान pipetting द्वारा MTT समाधान निकालने और dimethylsulfoxide के 100 μl (DMSO) के साथ बदलें।
  11. एक प्रकार के बरतन पर 96 अच्छी तरह से थाली प्लेस और के लिए के विघटन के लिए प्रोत्साहित करने के लिए कई मिनट के लिए मिश्रणMazan क्रिस्टल।
  12. अच्छी तरह से 590 एनएम (formazan उत्पाद के शिखर absorbance) और 700 एनएम (आधारभूत) पर प्रत्येक के absorbance के उपाय।
  13. अच्छी तरह से प्रत्येक के लिए 590 एनएम पर उस से 700 एनएम (आधारभूत) में नमूना absorbance घटाना।
  14. सकारात्मक नियंत्रण की औसत से विभाजित करके सुधारा absorbance के मानक के अनुसार और 100 से गुणा करके एक प्रतिशत करने के लिए परिवर्तित।
  15. हर हालत के लिए औसत प्रतिशत व्यवहार्यता और मानक विचलन का निर्धारण करते हैं।

6. Photothermal पारगमन अध्ययन

नोट:। पहले से पत्तनि और Tunell द्वारा वर्णित एक लेजर प्रणाली का उपयोग किया जाता है, इस काम में 33

  1. एनपी निलंबन की Photothermal पारगमन
    1. ब्याज की एकाग्रता के लिए डि पानी में एनपीएस पतला।
    2. एक 96 अच्छी तरह से थाली की एक अच्छी तरह से करने के लिए एनपी निलंबन के 100 μl जोड़ें। 25 डिग्री सेल्सियस पर बनाए रखा एक गर्म थाली पर अच्छी तरह से थाली रखें।
    3. लेजर करने के लिए बिजली की आपूर्ति चालू करें और यह टी की अनुमति देते हैंओ कई मिनट के लिए गर्म है। इस अध्ययन में बिजली की 1 डब्ल्यू अप करने के लिए मूल्यांकन किया गया एक फाइबर मिलकर 808 एनएम लेजर डायोड प्रयोग किया जाता है।
    4. मार्ग एक ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से नमूना मंच की ओर लेजर बीम। वांछित स्थान आकार के लिए लेजर बीम को हटाना एक उत्तल लेंस का प्रयोग करें।
    5. एक मानक बिजली मीटर का उपयोग बिजली उत्पादन को मापने और 1 डब्ल्यू / 2 सेमी की एक शक्ति को समायोजित करें।
    6. आईआर कैमरा (InSb अवरक्त कैमरा (FLIR सिस्टम SC4000)) को चालू करें और लेजर ध्यान केंद्रित किया है जहां 6 मिमी स्थान के तापमान को पढ़ने के लिए ब्याज (आरओआई) की मौके का क्षेत्र निर्धारित किया है।
    7. लेजर बीम का केन्द्र बिन्दु पर ब्याज की अच्छी तरह से रखें। नमूने के आधारभूत तापमान रिकॉर्ड। लेजर पर मुड़ें और तापमान रिकॉर्डिंग करते हुए 5 मिनट के लिए लगातार अच्छी तरह से चमकाना।
    8. 5 मिनट के बाद, लेजर बंद कर देते हैं और इसे वापस शुरू करने के लिए आधारभूत तापमान को ठंडा जब तक अच्छी तरह से तापमान रिकॉर्डिंग जारी है।
      गर्मी और प्रत्येक निलंबन तीन बार शांत और गणना: नोटसमय के साथ औसत तापमान परिवर्तन। Photothermal रूपांतरण के लिए एक नकारात्मक नियंत्रण के रूप में एक एनपी निलंबन की बजाय 25 डिग्री सेल्सियस पर डि पानी का प्रयोग करें।
  2. बहुलक फिल्मों की Photothermal पारगमन
    1. 25 डिग्री सेल्सियस पर बनाए रखा एक गर्म थाली बहुलक लेपित आईटीओ कांच स्लाइड स्थानांतरण।
    2. लेजर करने के लिए बिजली की आपूर्ति चालू करें और यह कई मिनट के लिए गर्म करने के लिए अनुमति देते हैं। इस अध्ययन में बिजली की 1 डब्ल्यू अप करने के लिए मूल्यांकन किया गया एक फाइबर मिलकर 808 एनएम लेजर डायोड प्रयोग किया जाता है।
    3. मार्ग एक ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से नमूना मंच की ओर लेजर बीम। वांछित स्थान आकार के लिए लेजर बीम को हटाना एक उत्तल लेंस का प्रयोग करें।
    4. एक मानक बिजली मीटर का उपयोग बिजली उत्पादन को मापने और 1 डब्ल्यू / 2 सेमी की एक शक्ति को समायोजित करें।
    5. आईआर कैमरा (InSb अवरक्त कैमरा (FLIR सिस्टम SC4000)) को चालू करें और लेजर ध्यान केंद्रित किया है जहां 6 मिमी स्थान के तापमान को पढ़ने के लिए ब्याज (आरओआई) की मौके का क्षेत्र निर्धारित किया है।
    6. लेजर बीम का केन्द्र बिन्दु पर फिल्म रखें। ख रिकॉर्डनमूने के aseline तापमान। लेजर पर मुड़ें और तापमान रिकॉर्डिंग करते हुए 5 मिनट के लिए लगातार नमूना चमकाना।
    7. 5 मिनट के बाद, लेजर बंद कर देते हैं और इसे वापस शुरू करने के लिए आधारभूत तापमान को ठंडा जब तक नमूना का तापमान रिकॉर्डिंग जारी है।
      नोट: गर्मी और प्रत्येक फिल्म में तीन बार शांत और समय के साथ औसत तापमान परिवर्तन की गणना। Photothermal रूपांतरण के लिए एक नकारात्मक नियंत्रण के रूप में 25 डिग्री सेल्सियस पर एक नंगे आईटीओ स्लाइड का प्रयोग करें।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

एम 1 और एम 2 उपज प्रतिक्रिया प्रोटोकॉल चित्र 1 में दिखाया गया है। मोनोमर्स गलनांक, 1 एच और 13 सी एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी की विशेषता है, और मौलिक विश्लेषण किया जा सकता है। 1 एच एनएमआर स्पेक्ट्रम परमाणुओं और उनके इलेक्ट्रॉनिक वातावरण की कनेक्टिविटी के बारे में जानकारी प्रदान करता है; इस प्रकार, यह नियमित रूप से प्रतिक्रियाओं को सफलतापूर्वक पूरा किया गया है कि यह पुष्टि करने के लिए प्रयोग किया जाता है। Negishi युग्मन प्रतिक्रियाओं 7.1 पीपीएम से 7.8 पीपीएम को शिफ्ट करने के लिए फिनाइल प्रोटॉन शिखर, जिससे EDOT फिनाइल की अंगूठी के युग्मन शामिल है। thienyl प्रोटॉन भी 6.5 पीपीएम upfield बदलाव होगा। ethylenedioxy पुल कार्बन पर चार प्रोटॉन 4.3 पीपीएम पर multiplets के दो सेट में विभाजित होगा। स्निग्ध कार्बन पर प्रोटॉनों में काफी परिवर्तन नहीं होगा। 13 सी एनएमआर स्पेक्ट्रम, 170 पर phenylene कार्बन के लिए 145, 140, और thienyl कार्बन के लिए 113, और 150, 120, और 112 चोटियों प्रदर्शन करेंगे। अली की स्थितियांphatic कार्बन काफी परिवर्तन नहीं होगा। रासायनिक संरचना, 1 एच एनएमआर, और M2 के 13 सी एनएमआर 3 चित्र में दिखाया गया है।

बहुलक (p2) और p2 की चक्रीय voltammetry उपज M2 के Electropolymerizations 4 चित्र में दिखाए जाते हैं, चित्रा -4 ए में, शुरू में, कोई मौजूदा जवाब नहीं है। पहले स्कैन के दौरान + 0.61 वी पर मोनोमर के शिखर ऑक्सीकरण के साथ + 0.25 वी पर देखा जा सकता है क्षमता बढ़ जाती है, (मी, पर ई) एम 1 मोनोमर के ऑक्सीकरण की शुरुआत, (ई पी, एम) के रूप में, मनाया प्रारंभिक शिखर काम इलेक्ट्रोड की सतह पर p2 गठन में जिसके परिणामस्वरूप, अपरिवर्तनीय मोनोमर ऑक्सीकरण का सूचक है। दूसरा स्कैन के दौरान दो ऑक्सीकरण प्रक्रिया मनाया जाता है: मोनोमर ऑक्सीकरण अभी भी 0.25 वी पर देखा जाता है, और बहुलक ऑक्सीकरण 50-4 लेकर स्कैन दरों पर आयोजित किया गया है p2 के 0 वी चक्रीय voltammetry (चित्रा 4 बी) पर देखा जाता है00 एम वी / सेक। बहुलक फिल्म तटस्थ राज्य में ऑक्सीकरण राज्य में गहरे नीले और लाल है। स्कैन दरों की एक किस्म पर बहुलक साइकिल चालन (ई एक, पी) p2 के लिए -0.02 वी पर मनाया जाता है बहुलक electroactive और इलेक्ट्रोड। 18 पॉलिमर ऑक्सीकरण का पालन किया है यह दर्शाता है कि स्कैन दर और शिखर वर्तमान के बीच एक रैखिक संबंध का पता चलता है, 100 एम वी / सेकंड में साइकिल और जब बहुलक कमी (ई सी, पी) -0.3 वी पर मनाया जाता है।

चित्रा 2 में दिखाया गया है और यूवी तुलना- NIR स्पेक्ट्रोस्कोपी, इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी, और डीएलएस का उपयोग विशेषता के रूप में एनपीएस संश्लेषित किया गया। यूवी विज़-निर, और ऑक्सीकरण के p2 एनपीएस के ऑक्सीकरण और कम से p2 फिल्मों के स्पेक्ट्रा, चित्रा 5 में दिखाया जाता है। ऑक्सीकरण बहुलक फिल्मों और एनपीएस प्रदर्शनी एक चोटी absorbance के λ अधिकतम 1.56 eV (795 एनएम) पर। Hydrazine में कम है, जब फिल्म शिखर absorbance के 2.3 eV (540 एनएम) के एक λ अधिकतम करने के लिए पाली। बहुलक बैंड जीचित्रा 5 में काला तीर द्वारा संकेत के रूप एपी (ई जी), तटस्थ बहुलक में π- π * संक्रमण की शुरुआत से चुना गया है।

चित्रा 6A में p2 एनपीएस के SEM छवि एनपीएस व्यास में गोलाकार और उप 100 एनएम हैं कि पता चलता है। चित्रा 6B में डीएलएस डेटा नमूना मामूली monodispersed यह दर्शाता है कि निलंबन की एक जेड औसत 0.13 के एक polydispersity सूचकांक (PDI) के साथ व्यास में 104 एनएम होने का पता चलता है। इस p2 एनपीएस के जीटा संभावित -30.5 एम वी होना पाया गया। एनपीएस NIR विकिरण के संपर्क में हैं, जब तापमान में परिवर्तन photothermal रूपांतरण को दर्शाता है। एनपी निलंबन के तापमान में 30 डिग्री सेल्सियस वृद्धि (चित्रा द्वारा प्रदर्शन के रूप में तापमान में एक डिग्री सेल्सियस वृद्धि की तुलना में कम से गुजरना है, जो पानी नियंत्रण, की तुलना में, पानी में एनपी निलंबन गर्मी में लीन लेजर ऊर्जा में परिवर्तित करने में सक्षम हैं6C)। आईटीओ कांच पर बहुलक फिल्मों 808 एनएम (चित्रा 6C) पर किरणित रहे हैं जब एक समान तापमान में वृद्धि (28 डिग्री सेल्सियस) मनाया जाता है।

बहुलक एनपीएस के cytocompatibility MTT सेल व्यवहार्यता assays का उपयोग निर्धारित किया जाता है। । PEDOT के लिए cytocompatibility अध्ययनों के परिणाम: पीएसएस-सह-एमए एनपीएस चित्रा 7 में दिखाया गया है दिखाया गया है, 0.23-56 माइक्रोग्राम / एमएल के एनपी एकाग्रता सीमा के भीतर एनपीएस नियंत्रण के कम से कम 90% करने के लिए सेल व्यवहार्यता में कमी नहीं है। आमतौर पर, कम से कम 20% (यानी, ऊपर से 80% व्यवहार्यता) के सेल व्यवहार्यता में कमी एनपी cytocompatibility के निर्धारण के लिए स्वीकार्य माना जाता है।

आकृति 1
अग्रदूत संश्लेषण के साथ शुरू चित्रा 1. सामान्य मोनोमर संश्लेषण। 1,4-dialkoxy-2,5-dibromobenzene (ए) संश्लेषण। एस्टर आधा भाग युक्त 1,4-dialkoxy-2,5-dibromobenzene (बी) संश्लेषण। (सी) मोनोमर्स एम 1 और एम 2 उपज EDOT साथ 1,4-dialkoxy-2,5-dibromobenzene के पार युग्मन प्रतिक्रिया। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र 2
चित्रा 2. polymerization की प्रक्रिया है जिसमें जैविक समाधान एक पायस बनाने एक जलीय समाधान। मोनोमर और भिन्न हो सकते हैं कार्बनिक विलायक के लिए dropwise जोड़ा गया है। FeCl 3 पायस में जोड़ा जाता है जब ऑक्सीडेटिव बहुलकीकरण होता है। कोलाइडयन निलंबन की शुद्धि, एनपीएस जलीय माध्यम में निलंबित कर रहे हैं। इस का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करेंआंकड़ा।

चित्र तीन
मोनोमर M2 के चित्रा 3. एनएमआर स्पेक्ट्रा। 4.32 पीपीएम पर ethylenedioxy प्रोटॉनों के बंटवारे, thienyl प्रोटॉन की upfield पाली, और फिनाइल प्रोटॉन की upfield पारी सफल युग्मन का संकेत कर रहे हैं, जहां M2 के (ए) 1 एच एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी । (बी) thienyl और फिनाइल कार्बन चोटियों दिखा M2 के 13 सी एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 4
चित्रा 4. (क) p2 करने के लिए M2 के विद्युत बहुलकीकरण; 0.1 एम टीबी में 0.01 एम एम 2 के 100 एम वी / सेकंड से कम पांच चक्रएपी / सीएच 3 सीएन। (बी) के 0.1 एम TBAP / सीएच 3 सीएन में बहुलक फिल्म की चक्रीय Voltammetry, 50 में 100, 200, 300, और 400 साइकिल एम वी / सेक। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 5
P2 की यूवी तुलना- NIR स्पेक्ट्रा दोनों एक फिल्म के रूप में और एनपीएस के निलंबन के रूप में चित्रा 5.। ऑक्सीकरण फिल्म के स्पेक्ट्रम नीले रंग में दिखाया गया है, कम फिल्म के स्पेक्ट्रम लाल रंग में दिखाया गया है, और ऑक्सीकरण के स्पेक्ट्रम है एनपी निलंबन हरे रंग में दिखाया गया है। काला तीर बहुलक bandgap के निर्धारण के लिए इस्तेमाल किया स्पर्श रेखा से मेल खाती है। कर रहे हैं प्रदान पॉलिमर के लिए पीक अवशोषण तरंग दैर्ध्य। इस का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करेंआंकड़ा।

चित्रा 6
इस p2 एनपीएस की आकृति विज्ञान और आकार दिखा चित्रा 6 (ए) SEM छवि। इस p2 (बी) का आकार वितरण: जेड औसत मूल्य 104 एनएम है और पीडीआई 0.13 है जहां पीएसएस-सह-एमए एनपी निलंबन। (सी) एक p2 का तापमान परिवर्तन:। 1 मिलीग्राम / एमएल लेजर विकिरण के पूरा होने पर निष्क्रिय ठंडा करने के बाद, 300 सेकंड के लिए NIR प्रकाश के साथ विकिरणित जब (नीला) और फिल्म (हरा) पर पीएसएस-सह-एमए एनपी निलंबन क्लिक करें यहां यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए।

चित्रा 7
PEDOT की 7 चित्रा Cytocompatibility: MTT परख द्वारा निर्धारित रूप में पीएसएस-सह-एमए एनपी निलंबन व्यवहार्यता है।एनपी मुक्त मीडिया (सकारात्मक नियंत्रण) के साथ incubated कोशिकाओं की है कि औसत प्रतिशत रिश्तेदार के रूप में एनपीएस की सांद्रता बदलती के संपर्क में कोशिकाओं के लिए दिखाया गया है। नकारात्मक नियंत्रण से पहले MTT परख मेथनॉल के लिए जोखिम के द्वारा मारे गए कोशिकाओं के होते हैं। त्रुटि सलाखों प्रतिकृति के बीच मानक विचलन का प्रतिनिधित्व (एन = 6)। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

इस काम में, electroactive बहुलक एनपीएस के कैंसर के इलाज के लिए संभावित पीटीटी एजेंट के रूप में संश्लेषित किया गया है। एनपीएस की तैयारी पायस polymerization के द्वारा पीछा monomers के संश्लेषण के साथ शुरू में वर्णित है। ऐसे EDOT और pyrrole रूप electroactive पॉलिमर का उपयोग कर एनपीएस के तैयार होने से पहले वर्णित किया गया है, वहीं इस पत्र polymeric एनपीएस की तैयारी, अद्वितीय बढ़ाया विकार मोनोमर्स की शुरुआत के साथ इस प्रक्रिया को बड़े, अधिक जटिल मोनोमर्स करने के लिए बढ़ाया जा सकता है कि प्रदर्शन का वर्णन है।

दो अलग-अलग मार्गों dialkoxybenzene मोनोमर्स के संश्लेषण के लिए आवश्यक हैं। 1,4-dihexyloxybenzene KOH / EtOH का उपयोग कर संश्लेषित किया जा सकता है, उस दृष्टिकोण 1,4-बीआईएस आधार प्रवर्तित एस्टर हाइड्रोलिसिस के कारण सबसे अधिक संभावना (इथाइल butanoyloxy) बेंजीन, के संश्लेषण में असफल है। एक केआई / कश्मीर 2 3 सीओ मिश्रण का इस्तेमाल किया जाता है, तो हाइड्रोलिसिस बचा है, और उत्पाद को सफलतापूर्वक प्राप्त की है। बीओटी के brominationज dialkoxybenzenes बीआर 2 का उपयोग कर पूरा किया है। यह प्रतिक्रिया के दौरान गठन Hbr विस्थापित करने के लिए आर्गन बहने के तहत इस प्रयोग का संचालन करने के लिए आवश्यक है। गैस दुकान हुड जुड़नार घुलना से Hbr को रोकने के लिए एक निष्क्रिय NaOH के समाधान पर वेंट चाहिए; Hbr प्लास्टिक टयूबिंग समय के साथ कड़ा करने के कारण हो सकता है कि ध्यान दें।

BEDOT-बी (या) 2 मोनोमर्स एम 1 और एम 2 Negishi युग्मन का उपयोग कर संश्लेषित कर रहे थे। इस BEDOT-बी (या) 2 मोनोमर्स उपज के लिए 1,4-dialkoxy-2,5-dibromobenzenes साथ EDOT की कार्बन-कार्बन युग्मन के लिए एक कारगर तरीका है। यह EDOT ठंडा करने के लिए महत्वपूर्ण है करने के लिए -78 डिग्री सेल्सियस अवांछनीय पक्ष प्रतिक्रियाओं को कम करने के क्रम में nBuLi के अलावा, करने से पहले। (टीएलसी का उपयोग निर्धारित है, यह आम तौर पर 3-5 दिन लगते हैं) सभी 1,4-dialkoxy-2,5-dibromobenzene प्रतिक्रिया मिश्रण से समाप्त हो गया है, प्रतिक्रिया पूरा हो गया है। प्रतिक्रिया बेहद हवा संवेदनशील है, और हवा के लिए किसी भी जोखिम प्रतिक्रिया की उपज को प्रभावित करेगा। इस प्रकार, जब पूर्णांकसीलबंद फ्लास्क में (जैसे उत्प्रेरक के रूप में) ठोस यौगिकों roducing, हवा निवेश बढ़ाने आर्गन प्रवाह से कम किया जाना चाहिए।

विद्युत-मोनोमर्स और पॉलिमर नियमित तौर पर मोनोमर और बहुलक ऑक्सीकरण क्षमता और बहुलक कमी क्षमता का निर्धारण करने के लिए चक्रीय voltammetry का उपयोग कर विशेषता है, और विद्युत polymerization के माध्यम से तैयार की फिल्मों दोनों ऑक्सीकरण और कम राज्यों में यूवी विज़-निर स्पेक्ट्रम में बहुलक अवशोषण का निर्धारण करने के लिए उपयोग किया जाता है। इस काम में, फिल्मों बहुलक एक प्लैटिनम बटन और electropolymerization से आईटीओ लेपित गिलास दोनों पर जमा थे। Electropolymerization के लाभ में से कुछ reproducibility और polymerized फिल्म की वर्तमान निगरानी और एक विशेष प्रतिक्रिया हासिल की है जब electropolymerization रोकने के द्वारा फिल्म मोटाई को नियंत्रित करने की क्षमता है 34 विद्युत रासायनिक प्रयोगों ऐसे आर्गन के रूप में एक आभ्यांतरिक वातावरण के तहत आयोजित किया जाना चाहिए। आर्गन प्रवाह नहीं के रूप में इतनी धीमी गति से होना चाहिए एक प्रसार नियंत्रित प्रक्रिया सुनिश्चित करने के लिए समाधान की सतह परेशान। वैकल्पिक रूप से, विद्युत रासायनिक प्रयोगों विद्युत feedthroughs के साथ लगे माहौल निष्क्रिय सूखी बॉक्स में प्रदर्शन किया जा सकता है। यह तीन इलेक्ट्रोड से कोई भी electropolymerization के दौरान एक दूसरे को छू रहे हैं कि महत्वपूर्ण है। चक्रीय voltammetry अध्ययनों बहुलक के लिए पहले, जमा बहुलक फिल्मों फिल्मों से किसी भी unreacted मोनोमर को दूर करने के मोनोमर मुक्त इलेक्ट्रोलाइट समाधान के साथ धोया जाना चाहिए। संभावित रेंज मोनोमर / बहुलक की संरचना पर निर्भर करेगा आवश्यक सभी विद्युत पढ़ाई के लिए; इसलिए इस रेंज विकल्प monomers और पॉलिमर के साथ अलग-अलग हो सकता है। Alkoxy substituents की संरचना पर निर्भर करता है, विलायक भी बहुलक भंग हो सकती है मोनोमर इलेक्ट्रोलाइट समाधान तैयार करने के लिए प्रयोग किया जाता है। उस मामले में, electropolymerization दौरान इलेक्ट्रोड पर बहुलक बयान धीमी या न के बराबर हो जाएगा, और polymerization के लिए इस्तेमाल किया विलायक परिवर्तित किया जाना चाहिए।

e_content "> electroactive पॉलिमर से बना एनपीएस की तैयारी के लिए पायस polymerization एक समान आकृति विज्ञान के साथ एनपीएस कि पैदावार एक प्रभावी तरीका है इस काम में, पायस polymerization प्रक्रिया विद्युत polymerization के दौरान उपयोग किया ही ऑक्सीडेटिव polymerization तंत्र का इस्तेमाल;। प्रमुख अंतर यह है कि विद्युत polymerization के रेडोक्स गुण निस्र्पक की एक सतही साधन प्रदान करता है, वहीं एक रासायनिक ऑक्सीडेंट (फेरिक क्लोराइड) के बजाय एक आवेदन विद्युत क्षमता का प्रयोग किया जाता है। यह पायस polymerization है, इसलिए। विद्युत polymerization के माध्यम से तैयार की फिल्मों के लिए रासायनिक संरचना में समान एनपीएस का उत्पादन मोनोमर्स और पॉलिमर, पायस polymerization आसानी से स्केलेबल है और संभावित विभिन्न electroactive पॉलिमर के एक नंबर के साथ प्रयोग किया जा सकता है कि एक त्वरित, सस्ता, और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने की प्रक्रिया। पायस polymerization भी जैविक में कम घुलनशीलता है कि पॉलिमर से एनपीएस की तैयारी के लिए सक्षम बनाता हैpolymeric राज्य से प्रभावी ढंग से emulsified नहीं किया जा सकता है कि और जलीय समाधान। हमारे पायस polymerizations में, जैविक चरण मोनोमर के शामिल किया गया था, कार्बनिक विलायक (हेक्सेन), और dodecylbenzene सल्फोनिक एसिड (पृष्ठसक्रियकारक)। जलीय चरण पानी के शामिल किया गया था, फेरिक क्लोराइड (ऑक्सीडेंट), और पीएसएस-सह-एमए (पृष्ठसक्रियकारक)। पायस polymerization की प्रक्रिया अच्छी तरह से जलीय चरण में छितरी हुई है जैविक चरण सुनिश्चित करने के लिए एक sonication कदम से पहले है। Sonication के दौरान, यह थोक हीटिंग को रोकने के लिए एक बर्फ स्नान में पायस विसर्जित करने के लिए आवश्यक है। surfactants पीएसएस-सह-एमए और DBSA अंतर-कण इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रतिकारक बलों के माध्यम से जलीय समाधान में संश्लेषित एनपीएस के फैलाव को सक्रिय करें। ये surfactants के रूप में भी अतिरिक्त प्रभार संतुलन dopants अधिनियम और गोलाकार एनपी ज्यामिति का उत्पादन करने के लिए दिखाया गया है 24 (795 एनएम पर चोटी के अवशोषण के सबूत के रूप, चित्रा 4) polymeric एनपीएस, ऑक्सीकरण राज्य में रहते हैं।, जो आलोचक हैअल NIR रेंज में अवशोषण के लिए आवश्यक है जिसमें जैव चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए। 24

जीटा संभावित विश्लेषण सामान्यतः एनपी निलंबन की स्थिरता का आकलन करने के लिए किया जाता है। जीटा संभावित आयनों नहीं रह एनपी सतह के साथ बातचीत जहां आयनों जोरदार एनपी सतह के साथ जुड़े रहे हैं, जहां स्टर्न परत, और फैलाना परत के बीच सीमा पर संभावित है। 31 जीटा संभावित माप का आरोप लगाया एनपीएस के आंदोलन पर भरोसा करते हैं जब एक बिजली क्षेत्र निलंबन के लिए लागू किया जाता है। विशेष रूप से, नकारात्मक आरोप लगाया एनपीएस ठीक इसके विपरीत सकारात्मक इलेक्ट्रोड की ओर आकर्षित किया है, और कर रहे हैं। कोलाइडयन निलंबन इलेक्ट्रोस्टैटिक repulsions के माध्यम से स्थिर किया जा सकता है। उनकी संभावित जीटा से अधिक +/- 30 एम वी है जब विशेष रूप से, निलंबन स्थिर माना जाता है। हमारे एनपी योगों में, DBSA और पीएसएस-सह-एमए से सल्फ़ोनेट और कार्बोक्सिलेट समूहों की उपस्थिति एनपीएस पर एक नकारात्मक सतह प्रभारी अर्जित करता है।

वें की शुद्धिई एनपीएस किसी भी अतिरिक्त पृष्ठसक्रियकारक और इन विट्रो सेल के अध्ययन करने से पहले किसी भी unreacted प्रारंभिक सामग्री हटाने के लिए आदेश में एक महत्वपूर्ण कदम है। अप्रभावी पृष्ठसक्रियकारक हटाने महत्वपूर्ण सेल मौत हो सकती है। इन विट्रो सेल परख में किसी अन्य के लिए, यह एक लामिना का प्रवाह हुड में काम करने के लिए और बाँझ शर्तों के तहत काम करने के लिए महत्वपूर्ण है। एनपीएस भी एक बाँझ 0.2 माइक्रोन फिल्टर के माध्यम से निलंबन गुजर द्वारा उपयोग करने से पहले निष्फल होना चाहिए। यह बाँझ छानने के बाद एनपी निलंबन की एकाग्रता को सत्यापित करने के लिए भी महत्वपूर्ण है। इस प्रयोजन के लिए जाना जाता है, मात्रा के फ़िल्टर एनपी निलंबन का एक अंश फ्रीज शुष्क जन प्राप्त करने के लिए सुखाया जा सकता है। MTT सेल व्यवहार्यता परख आम तौर पर संवर्धित कोशिकाओं पर एनपीएस, सहित biomaterials, के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए प्रयोग किया जाता है। यह सरल परख किसी स्तनधारी सेल लाइन के साथ एनपी निलंबन की cytocompatibility की जांच करने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है। MTT वर्णमिति परख बैंगनी, insol में डाई एक पीले रंग की tetrazolium के रूपांतरण पर आधारित हैतो DMSO या अम्लीय शराब समाधान में भंग किया जा सकता है, जो UBLE formazan क्रिस्टल। 35,36 ऐसे बहु अच्छी तरह प्लेटें में MTT सेल व्यवहार्यता परख के रूप में इन विट्रो सेल assays में प्रदर्शन करते हैं, सेल बोने और हेरफेर में स्थिरता के बीच कम से कम मतभेदों को प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण है नमूनों को दोहराने। पहले और प्रयोग के दौरान, वरीयता प्राप्त कोशिकाओं किसी भी संक्रमण बाहर शासन करने के लिए भी लगातार बोने और विकास, और यह सुनिश्चित करने के लिए एक खुर्दबीन के नीचे की जांच की जानी चाहिए। अंत में, माइक्रोस्कोपी भी DMSO के अलावा के बाद formazan क्रिस्टल का पूरा विघटन पुष्टि करने के लिए उपयोग किया जा सकता है।

Photothermal पढ़ाई के 808 एनएम पर एक सतत लेजर का उपयोग किया गया। निरंतर बनाम स्पंदित लेज़रों के उपयोग को अलग ढंग से सामग्री गर्म कर सकते हैं। पिछले अध्ययनों से 37 लेकिन और अधिक शोध polymeri से photothermal रूपांतरण की जांच करने की जरूरत है पीटीटी एजेंटों, के रूप में सोने nanostructures साथ photothermal रूपांतरण और photothermal पृथक तुलना में हैयहाँ बताया लोगों की तरह ग एनपीएस। इस काम में, लेजर एक उत्तल लेंस में भिन्नताएं किया गया था और एक 6 मिमी स्थान आकार पर ध्यान केंद्रित किया। यह photothermal रूपांतरण परिणाम में अंतर के कारण होता है कि फोकल हवाई जहाज़ में आकस्मिक परिवर्तन को रोकने के लिए प्रयोग चल रहा है जब ऑप्टिकल प्रणाली परेशान करने के लिए नहीं सावधान रहना महत्वपूर्ण है। एक गर्म थाली गर्म और अध्ययन के लिए एक निरंतर आधारभूत तापमान बनाए रखने के लिए इस्तेमाल किया गया था।

अंत में, जलीय माध्यम में निलंबित कर दिया electroactive पॉलिमर की एनपी तैयारी के लिए एक प्रोटोकॉल में वर्णित है। Negishi युग्मन 3,4 ethylenedioxythiophene (EDOT) के साथ 1,4-dialkoxy-2,5-dibromobenzenes युग्मन के लिए एक कारगर तरीका है। Monomers के Electropolymerization इस प्रोटोकॉल में विस्तृत है। यह तेजी से बहुलक फिल्मों का निर्माण और उनकी इलेक्ट्रॉनिक गुणों का अध्ययन करने के लिए एक प्रभावी तरीका साबित होता है। बहुलक फिल्मों आगे तटस्थ पॉलिमर के बैंड अंतराल निर्धारित करने के लिए यूवी तुलना- NIR स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग विशेषता है। Electrochवर्दी गोलाकार morphologies के साथ emical पायस polymerization पैदावार उप 100 एनएम एनपीएस। Photothermal पृथक चिकित्सा के अलावा, इन एनपीएस ऊर्जा भंडारण और सेंसर सहित electroactive उपकरणों में कई संभावित अनुप्रयोगों है। प्रदर्शन थर्मल और cytocompatibility अध्ययनों से इन एनपीएस photothermal एजेंट के रूप में जैव चिकित्सा अनुप्रयोगों में संभावित उम्मीदवार हो सकता है कि संकेत मिलता है।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgements

यह काम, टेक्सास उभरते प्रौद्योगिकी कोष (टीबी के लिए स्टार्टअप), टेक्सास राज्य विश्वविद्यालय के अनुसंधान संवर्धन कार्यक्रम, टेक्सास राज्य विश्वविद्यालय डॉक्टरेट रिसर्च फैलोशिप (टीसी के लिए), सामग्री में अनुसंधान और शिक्षा के लिए NSF भागीदारी (प्रेम में भाग द्वारा वित्त पोषित किया गया डीएमआर-1205670), स्वास्थ्य की वेल्च फाउंडेशन (एआई 0045), और राष्ट्रीय संस्थान (R01CA032132)।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
2 mm diameter platinum working electrode CH Instruments CH102 Polished using very fine sandpaper
3,4-ethylenedioxythiophene Sigma-Aldrich 483028 Purified by vacuum distillation
3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-Diphenyltetrazolium Bromide (MTT) 98% Alfa Aesar L11939
505 Sonic Dismembrator Fisher Scientific™  FB505110 1/8“ tip and rated at 500 watts
808 nm laser diode ThorLabs L808P1WJ Rated at 1 W
Acetonitrile anhydrous 99% Acros 61022-0010
Avanti J-26 XPI Beckman Coulter 393127
Bromohexane 98% MP Biomedicals 202323
Dialysis (100,000) MWCO SpectrumLabs G235071
Dimethyl sulfoxide 99% (DMSO) BDH BDH1115
Dimethylformamide anhydrous (DMF) 99% Acros 326870010
Dodecyl benzenesulfonate (DBSA)  TCI D0989
Dulbecco’s modified eagle medium (DMEM)  Corning 10-013 CV
EMS 150 TES sputter coater Electron Microscopy Sciences
Ethanol (EtOH) 100% BDH BDH1156
ethyl 4-bromobutyrate (98%) Acros 173551000
Ethyl acetate 99% Fisher UN1173
Fetal bovine serum (FBS) Corning 35-010-CV
Helios NanoLab 400 FEI
Hexane Fisher H306-4
Hydrochloric acid (HCl) Fisher A142-212
Hydroquinone 99.5% Acros 120915000
Hydrozine anhydrous 98% Sigma-Aldrich 215155
Indium tin oxide (ITO) coated galss Delta Technologies CG-41IN-CUV 4-8 Ω/sq
Iron chloride 97% FeCl3 Sigma-Aldrich 157740
Magnesium sulfate (MgSO4) Fisher 593295 Dried at 100 °C
SKOV-3 ATCC HTB-26
Methanol BDH BHD1135
n-Butlithium (2.5 M)  Sigma-Aldrich 230707 Pyrophoric
Poly(styrenesulfonate-co-malic acid) (PSS-co-MA) 20,000 MW Sigma-Aldrich 434566
Potassium carbonate Sigma-Aldrich 209619 Dried at 100 °C
Potassium hydroxide Alfa Aesar A18854
Potassium iodide Fisher P410-100
RO-5 stirplate IKA-Werke
SC4000 IR camera FLIR
Synergy H4 Hybrid Reader Biotek
Tetrabutylammonium perchlorate (TBAP) 99% Sigma-Aldrich 3579274 Purified by recrystallization in ethyl acetate
Tetrahydrofuran anhydrous (THF) 99% Sigma-Aldrich 401757
tetrakis(triphenylphosphine) palladium(0) Sigma-Aldrich 216666 Moisture sensitive
Thermomixer Eppendorf
USB potentiostat/galvanostat WaveNow AFTP1
Zetasizer Nano Zs Malvern Optical Arrangment 175°
Zinc chloride (1 M) ZnCl2 Acros 370057000

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Irvin, J., Irvin, D., Stenger-Smith, J. Electrically active polymers for use in batteries and supercapacitors. Handbook of Conducting Polymers. (2007).
  2. Amb, C. M., Dyer, A. L., Reynolds, J. R. Navigating the color palette of solution-processable electrochromic polymers. Chemistry of Materials. 23, (3), 397-415 (2011).
  3. Beaujuge, P. M., Reynolds, J. R. Color control in pi-conjugated organic polymers for use in electrochromic devices. Chemical Reviews. 110, (1), 268-320 (2010).
  4. Ananthakrishnan, N., Padmanaban, G., Ramakrishnan, S., Reynolds, J. R. Tuning polymer light-emitting device emission colors in ternary blends composed of conjugated and nonconjugated polymers. Macromolecules. 38, (18), 7660-7669 (2005).
  5. Zhu, Y., Otley, M. T., et al. Neutral color tuning of polymer electrochromic devices using an organic dye. Chemical Communications, Cambridge, England. 50, (60), 8167-8170 (2014).
  6. Kline, W. M., Lorenzini, R. G., Sotzing, G. A. A review of organic electrochromic fabric devices. Coloration Technology. 130, (2), 73-80 (2014).
  7. Gerard, M., Chaubey, A., Malhotra, B. D. Application of conducting polymer to biosensors. Biosensors & Bioeletronics. 17, 345-359 (2002).
  8. Abidian, M. R., Kim, D. -H., Martin, D. C. Conducting-polymer nanotubes for controlled drug release. Advanced materials. 18, (4), 405-409 (2006).
  9. Ge, D., Qi, R., et al. A self-powered and thermally-responsive drug delivery system based on conducting polymers. Electrochemistry Communications. 12, (8), 1087-1090 (2010).
  10. George, P. M., LaVan, D. A., Burdick, J. A., Chen, C. -Y., Liang, E., Langer, R. Electrically controlled drug delivery from biotin-doped conductive polypyrrole. Advanced Materials. 18, (5), 577-581 (2006).
  11. Li, Y., Neoh, K. G., Kang, E. T. Controlled release of heparin from polypyrrole-poly(vinyl alcohol) assembly by electrical stimulation. Journal of biomedical materials research. Part A. 73, (2), 171-181 (2005).
  12. Svirskis, D., Travas-Sejdic, J., Rodgers, A., Garg, S. Electrochemically controlled drug delivery based on intrinsically conducting polymers. Journal of controlled release: official journal of the Controlled Release Society. 146, (1), 6-15 (2010).
  13. Cheng, L., Yang, K., Chen, Q., Liu, Z. Organic stealth nanoparticles for highly effective in vivo near-infrared photothermal therapy of cancer. ACS Nano. 6, (6), 5605-5613 (2012).
  14. Chougule, M. A. Synthesis and characterization of polypyrrole (PPy) thin films. Soft Nanoscience Letters. 01, (01), 6-10 (2011).
  15. Yang, K., Xu, H., Cheng, L., Sun, C., Wang, J., Liu, Z. In vitro and in vivo near-infrared photothermal therapy of cancer using polypyrrole organic nanoparticles. Advanced materials. 24, (41), 5586-5592 (2012).
  16. Diniz, S. N., Sosnik, A., Mu, H., Valduga, C. J. Nanobiotechnology. BioMed research international. 2013, (2013).
  17. Weissleder, R. A Clearer Vision for in vivo Imaging. Nature Biotechnology. (2001).
  18. Irvin, J., Reynolds, J. Low-oxidation-potential conducting polymer: alternating substituted para-phenylene and 3,4-ethylenedioxythiophene repeat units. Polymer. 39, (11), 2339-2347 (1998).
  19. Yang, Y., Oldenhius, N., Buchwald, S. Mild and general condition for Negishi cross-coupling enabled by the use of palladacycle percatalysts. Angew Chem. 29, (6), 997-1003 (2012).
  20. Negishi, E., Hu, Q., Huang, Z., Qian, M., Wang, G. The Negishi Coupling: an update: Enantiopure sulfoxides and sulfinamides. New products from Aldrich R & D. Aldrichchimica Acta. 38, (3), (2005).
  21. Bilati, U., Allémann, E., Doelker, E. Development of a nanoprecipitation method intended for the entrapment of hydrophilic drugs into nanoparticles. European Journal of Pharmaceutical Sciences. 24, (1), 67-75 (2005).
  22. Nagavarma, B. V. N., Yadav, H. K. S., Ayaz, A., Vasudha, L. S., Shivakumar, H. G. Different techniques for preparation of polymeric nanopaticles-A review. Asian Journal of Pharaceutical and Clinical Research. 5, (3), 16-23 (2012).
  23. Vaitkuviene, A., Kaseta, V., et al. Evaluation of cytotoxicity of polypyrrole nanoparticles synthesized by oxidative polymerization. Journal of Hazardous Materials. 250-251, 167-174 (2013).
  24. Han, Y. K., Yih, J. N., et al. Facile synthesis of aqueous-dispersible nano-PEDOT:PSS-co-MA core/shell colloids through spray emulsion polymerization. Macromolecular Chemistry and Physics. 212, (4), 361-366 (2011).
  25. Winkel, K. L., Carberry, J. R., Irvin, J. A. Synthesis and electropolymerization of 3,5-bis-(3,4-ethylenedioxythien-2-yl)-4,4-dimethyl isopyrazole: A donor-acceptor-donor monomer. Journal of the Electrochemical Society. 160, (8), G111-G116 (2013).
  26. Hoye, T., Eklov, B., Voloshin, M. No-D NMR spectroscopy as a convenient method for titering. Organic Letters. 6, (15), 2567-2570 (2004).
  27. Umezawa, K., Oshima, T., Yoshizawa-Fujita, M., Takeoka, Y., Rikukawa, M. Synthesis of hydrophilic-hydrophobic block copolymer ionomers based on polyphenylenes. ACS Macro Letters. 1, (8), 969-972 (2012).
  28. Tao, Z., Fan, H., Zhou, J., Jin, Q. Conjugated polyelectrolyte with pendant caboxylate groups: synthesis, photophysics, and pH responses in the presence of surfactants. Journal of Polymer Science Part A-Polymer Chemistry. 46, (3), 830-843 (2008).
  29. Winkel, K. L., Carberry, J. R., et al. Donor-acceptor-donor polymers utilizing pyrimidine-based acceptors. Reactive & Functional Polymers. 83, 113-122 (2014).
  30. Kròl, E., Scheffers, D. -J. FtsZ polymerization assays: simple protocols and considerations. Journal of Visualized Experiments : JoVE. (81), e50844 (2013).
  31. Zolnik, B., Potter, T. M., Stern, S. T. Zeta potential measurement. Methods in Molecular Biology. 697, 173-179 (2011).
  32. Nogi, K., Naito, M., Yokoyama, T. Nanoparticle technology handbook. Elsevier. (2012).
  33. Pattani, V. P., Tunnell, J. W. Nanoparticle-mediated photothermal therapy: A comparative study of heating for different particle types. Lasers in Surgery and Medicine. 44, (8), 675-684 (2012).
  34. Subianto, S., Will, G. D., Kokot, S. Templated electropolymerization of pyrrole in a capillary. Journal of Polymer Science, Part A: Polymer Chemistry. 41, (12), 1867-1869 (2003).
  35. Sgouras, D., Duncan, R. Methods for the evaluation of biocompatibility of soluble synthetic polymers which have potential for biomedical use: use of the tetrazolium-based colorimetric assay (MTT) as a preliminary screen for evaluation of in vitro cytotoxicity. Journal of Materials Science: Materials in Medicine. 1, (2), 61-68 (1990).
  36. Ahmadian, S., Barar, J., Saei, A. A., Fakhree, M. A. A., Omidi, Y. Cellular toxicity of nanogenomedicine in MCF-7 cell line: MTT assay. Journal of Visualized Experiments : JoVE. (26), (2009).
  37. Huang, X., Kang, B., et al. Comparative study of photothermolysis of cancer cells with nuclear-targeted or cytoplasm-targeted gold nanospheres: continuous wave or pulsed lasers. Journal of Biomedical Optics. 15, (5), 058002 (2015).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Video Stats