This work has been performed at the Molecular Foundry, Lawrence Berkeley National Laboratory and supported by the Office of Science, Office of Basic Energy Sciences, Scientific User Facilities Division of the US Department of Energy, under Contract No. DE-AC02&#8211;05CH11231. The financial support of F.M. by a ME-Fulbright fellowship and A.S. by Higher Education Commission of Pakistan are gratefully acknowledged.

Hinweis: Bevor Sie beginnen, überprüfen Sie alle relevanten Materialdatenblätter (MSDS). Mehrere der Chemikalien in den Synthese- und Anwendungsverfahren verwendet werden, sind giftig. Bitte befolgen Sie alle geeigneten Sicherheitspraktiken und Verwendung geeigneter Schutzausrüstung (Kittel, in voller Länge Hosen, geschlossene Schuhe, Schutzbrille, Handschuhe). Bitte verwenden Sie alle kryogenen persönliche Schutzausrüstung beim Umgang mit flüssigem Stickstoff für die Stickstoffadsorptionsmessungen (isolierte Handschuhe, Gesichtsschutz). 1. porösen Polymer Monolith Vorbereitung an Bulk und Kapillarsäule Format <ol><li> Bulk Polymer Monolith für Charakterisierung <ol><li> Reinige Styrol, Divinylbenzol und Methacrylsäure durch eine Säule aus basischem Aluminiumoxid, um die Polymerisationsinhibitoren zu entfernen. Platzieren von 10 g basischem Aluminiumoxid in einer 25 ml-Einwegplastikspritze mit einem Stopfen aus Glaswolle Faser in der Spitze der Spritze verpackt. Versickern etwa 10 ml des Monomers durch die Säule. </li><li> Laden die Monomere (Styrol 50 mg, 100 mg Divinylbenzol und 50 mg Methacrylsäure) und Porenbildner (300 mg und 300 mg Toluol-Isooctan) in einem 1 ml-Glasfläschchen. Fügen den Initiator der Polymerisation 4 mg 2,2&#39;-Azobisisobutyronitril (AIBN, 1% bezogen auf Monomere). </li><li> Homogenisierung durch Beschallung für 10 min. Entfernen von gelöstem Sauerstoff durch Durchblasen von Stickstoff durch die Flüssigkeit für 10 min. Verschließen Sie die Verschlusskappe mit Paraffin Film und legen Sie sie in einem Wasserbad bei 60 ° C für 6 Stunden, um die Mischung zu polymerisieren. </li><li> Auf Raumtemperatur abkühlen und brechen Sie das Fläschchen vorsichtig. Übertragen Sie die Polymer-Monolith zu einer Cellulose-Extraktionshülse. Platzieren der Extraktionshülse in ein Soxhlet-Extraktionskammer und montieren sie zu einem Rundkolben, der ein Volumen von Methanol enthält, die zumindest das Dreifache des Volumens der Extraktionskammer ist. Zusammenstellung eines Kondensators an dem oberen Teil der Extraktionskammer. Führen Soxhlet-Extraktion durch Kochen der Methanolfür 16 Stunden, wodurch die vollständige Entfernung der nicht umgesetzten Monomere und Porenbildner. </li><li> Trocken Nacht in einem Vakuumofen bei 60 ° C. Bestätigung des Vorhandenseins von funktionellen Carboxylgruppen zu befestigen PCP durch Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FT-IR). Messen Oberfläche durch Stickstoffadsorption Porosimetrie. </li></ol></li><li> Funktionalisierung von Silica Kapillaren zur Herstellung von monolithischen Säulen <ol><li> Schneiden 2 m einer mit Polyimid beschichteten 100 um ID Quarzglaskapillare. Verbinden Sie es mit einer 0,25-0,50 ml Glasspritze und waschen Sie die Kapillare mit Aceton. Entfernen Sie das Aceton durch Spülen der Kapillare mit Wasser. </li><li> Um die innere Silica-Beschichtung der Kapillare zu aktivieren, mit einem Spritzenpumpe zum Fließen einer 0,2 M wässrigen NaOH-Lösung bei 0,25 &amp; mgr; l / min für 30 min. Mit Wasser spülen bis der Ablauf neutral. </li><li> Verwenden Sie pH-Papierstreifen, um Abwasser pH zu überprüfen. Um die Silanolgruppen der Kapillare zu proto Pumpe eine 0,2 M aqueous HCl-Lösung durch die Kapillare bei 0,25 &amp; mgr; l / min für 30 min. Mit Wasser spülen bis der Ablauf neutral. Spülen mit Ethanol. </li><li> Pumpe A 20% (w / w) Ethanol-Lösung von 3- (Trimethoxysilyl) propylmethacrylat (pH 5 mit Essigsäure eingestellt) bei 0,25 &amp; mgr; l / min für 1 Stunde. In diesem Schritt wird das Silica-Kapillare mit Vinyl-Gruppen, um das Polymer zu dem Monolith Kapillareninnenfläche befestigen funktionalisiert. </li><li> Spülen mit Aceton und trocken in einem Stickstoffstrom und bei Raumtemperatur über Nacht vor dem Gebrauch. Schneiden Sie die Kapillare in kürzere Stücke mit einer Länge von 20 cm. </li></ol></li><li> Herstellung von Monolithic Kapillarsäulen <ol><li> Bereiten Sie eine identische Polymerisationsmischung wie für die Polymermasse Monolithen (Abschnitt 1.1) in einer 1-ml-Glasgefäß mit einer Gummimembran. In Initiator 1% AIBN in Bezug auf Monomere. Homogenisierung durch Beschallung für 10 min. </li><li> Spülen des Polymerisationsgemisches mit Stickstoff durch Koppeln eines nichtfunktionalisierten Silicakapillaremit einem Stickstoffstrom. <ol><li> Legen Sie die Stickstoffstrom Kapillare durch das Gummiseptum des Fläschchens und tauchen sie in die Polymerisationsmischung so dass die Stickstoffblasen durch die Flüssigkeit. Lassen Sie die Verschlusskappe etwas lose um Überdruck zu vermeiden. Spülen Sie 10 Minuten. </li><li> Heben Sie den Stickstoffstrom Kapillare aus der Polymerisationsmischung in den Kopfraum der Flasche, und schließen Sie den Deckel fest. Legen Sie eine funktionalisierte Kapillare durch das Septum in der Polymerisationsmischung. Der Überdruck in die Kapillare durch den Stickstoff in den Gasraum injiziert erzeugt pumpt das Polymerisationsgemisch durch die funktionalisierten Kapillare. </li><li> Sammeln einiger Tropfen Polymerisationsmischung aus dem Abstrom der Kapillare zu gewährleisten, dass er vollständig gefüllt ist, und schließen mit einer Gummimembran. Nehmen Sie die Kapillare aus dem Fläschchen sehr sorgfältig und Schließen der Einlass der Kapillare mit einer Gummimembran. </li></ol></li><li> Polymerisiert die Mischungtur in der Kapillare in einem Wasserbad enthalten bei 60ºC für 6 Stunden. Bei Raumtemperatur abkühlen und schneiden Sie ein paar Millimeter von beiden Enden der Kapillare. Entfernen nicht umgesetzten Monomeren und Porenbildner durch Spülen der Säule mit Acetonitril mit einer HPLC-Pumpe mit 3 &amp; mgr; l / min für 30 min. Check Gegendruck der Kapillarsäule. </li></ol></li></ol> 2. Wachstum des Eisen benzenetrycarboxylate (FeBTC) PCP <ol><li> Wachstum der FeBTC MOPH auf einem Bulk-Polymer Monolith zur Charakterisierung <ol><li> Schleifen Sie die zuvor getrocknete Monolith mit einem Mörser und Stößel. </li><li> Tauchen 100 mg des Monolithen Pulver in 5 ml 2 mM FeCl 3 · 6H 2 O in Ethanol für 15 min. Vakuumfilter mit einem Nylon-Filter (0,22 &amp; mgr; m) und waschen Sie das Pulver mit Ethanol. Eintauchen der Monolith-Pulver in 5 ml 2 mM 1,3,5-Benzoltricarbonsäure (BTC) in Ethanol für 15 min. Vakuumfilter mit einem Nylon-Filter (0,22 &amp; mgr; m) und waschen Sie das Pulver mit Ethanol.</li><li> Wiederholen Sie Schritt Nummer 2 nach Wunsch. Das Wachstum des endgültigen metallorganischen Beschichtung durch die Anzahl der Zyklen aufgetragen definiert werden. Typischerweise werden zwischen 10 und 30 Zyklen durchgeführt. Bestätigen das Vorhandensein von neuen Poren durch Stickstoff-Adsorption-Porosimetrie. Messung der Höhe der zusätzlichen Metallstellen durch thermogravimetrische Analyse (TGA). </li></ol></li><li> Wachstum des FeBTC MOPH an einer Kapillarsäule monolithische Säule zur Anreicherung von Phosphopeptiden <ol><li> Verwendung einer Spritzenpumpe. Spülen der Kapillare Monolithen mit 2 mM FeCl 3 · 6H 2 O in Ethanol für 15 min bei 2 &amp; mgr; l / min. Waschen mit Ethanol für 15 min bei 2 &amp; mgr; l / min. Spülen der Kapillare Monolithen mit einer 2 mM BTC in Ethanol für 15 min bei 2 &amp; mgr; l / min. Waschen mit Ethanol für 15 min bei 2 &amp; mgr; l / min. </li><li> Wiederholen Sie Schritt 1, wie gewünscht. Das Wachstum des endgültigen metallorganischen Beschichtung durch die Anzahl der durchgeführten Zyklen definiert werden. </li></ol></li></ol> 3. Proteinverdauung und Enrichment von Phosphopeptiden <ol><li> Proteinverdauung <ol><li> Man löst 0,5 ml fettfreie Milch in 1 ml Wasser und teilen sie in 200 ul-Fraktionen. </li><li> Für die Proteinverdauung fügen 160 ul 1 M Ammoniumbicarbonat und 50 ul 45 mM Dithiothreitol zu jeder Fraktion, um die Disulfidbindungen zu spalten. Inkubieren bei 50 ° C in einem Thermomixer für 15 min. </li><li> Graduelle 50 ul einer wässrigen Lösung von 100 mM Iodacetamid, während die Lösung auf Raumtemperatur abgekühlt. Jodacetamid wird die Bildung von neuen Disulfid-Bindungen zu verhindern. </li><li> Inkubieren im Dunkeln für 15 min bei Raumtemperatur. 1 ml entionisiertem Wasser. Add 2 ug Trypsin und verdauen Proteine ​​in einem Thermomixer bei 37 ° C für 14 Std. </li><li> Beenden Verdauung durch Ansäuern mit 10 ul 1% Trifluoressigsäure, und es in dem Thermomixer 5 Minuten lang bei Raumtemperatur. Bewahren Sie die verdauliche Proteine ​​bei -20 ° C. </li></ol></li><li> Anreicherung von Phosphopeptiden mittels einer Kapillare MOPH Spalte. <ol><li> Spülen der Säule mit 100 ul einer 4: 1-Mischung von Acetonitril, das eine 0,1% Trifluoressigsäure für 10 min bei einer Flussrate von 1 ml / min. Pumpen der Proteinverdauung durch die Säule mit 2 &amp; mgr; l / min für 30 min. </li><li> Auswaschen der nicht-phosphorylierten Peptide einmal mit einem 4: 1-Mischung von Acetonitril, das eine 0,1% Trifluoressigsäure für 10 min bei einer Flussrate von 1 ml / min. Wäscht mit Wasser für 10 min bei einer Flussrate von 1 ml / min. </li><li> Eluieren Phosphopeptide mit einem 250 mM pH 7 Phosphatpuffer-Lösung bei 1 &amp; mgr; l / min für 15 Minuten gepumpt. Sammeln Sie die Laufmittel in der Phiole und entsalzen die Lösung mit dem Standardprotokoll 19. Vorbereitung einer 2 mg / ml 2,5-Dihydroxybenzoesäure, um es als Matrix für die Matrix-unterstützte Laser-Desorption / Ionisations-Flugzeitmassenspektrometrie (MALDI-TOF-MS) zu verwenden. Unentschieden 2 ul der 2,5-Dihydroxybenzoesäure in die Spitze, um die phosphope eluierenptides und vor Ort direkt auf das MALDI-Platte. </li><li> Analysieren Sie die Flecken durch MALDI-TOF-MS und regenerieren die Säule durch Spülen Sie gründlich mit Wasser und dann Methanol. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Li, H., Eddaoudi, M., O&#8217;Keeffe, M., Yaghi, O. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+synthesis+of+an+exceptionally+stable+and+highly+porous+metal-organic+framework.">Design and synthesis of an exceptionally stable and highly porous metal-organic framework.</a> Nature. 402, 276-279 (1999).</li><li>Kitagawa, S., Kitaura, R., Noro, S. i. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+porous+coordination+polymers.">Functional porous coordination polymers.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 43, 2334-2375 (2004).</li><li>Furukawa, H., Cordova, K. E., O&#8217;Keeffe, M., Yaghi, O. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+chemistry+and+applications+of+metal-organic+frameworks.">The chemistry and applications of metal-organic frameworks.</a> Science. 341, 974 (2013).</li><li>Ma, S., Zhou, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gas+storage+in+porous+metal-organic+frameworks+for+clean+energy+applications.">Gas storage in porous metal-organic frameworks for clean energy applications.</a> Chem. Commun. 46, 44-53 (2010).</li><li>Li, J. R., Sculley, J., Zhou, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metal-organic+frameworks+for+separations.">Metal-organic frameworks for separations.</a> Chem. Rev. 112, 869-932 (2012).</li><li>Lee, J., Farha, O. K., Roberts, J., Scheidt, K. A., Nguyen, S. T., Hupp, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metal-organic+framework+materials+as+catalysts.">Metal-organic framework materials as catalysts.</a> Chem. Soc. Rev. 38, 1450-1459 (2009).</li><li>Gu, Z. Y., Yang, C. X., Chang, N., Yan, X. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metal-organic+frameworks+for+analytical+chemistry:+From+sample+collection+to+chromatographic+separation.">Metal-organic frameworks for analytical chemistry: From sample collection to chromatographic separation.</a> Acc. Chem. Res. 45, 734-745 (2012).</li><li>Ahmad, R., Wong-Foy, A. G., Matzger, A. 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P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zeolitic+imidazolate+framework-8+nanocrystal+coated+capillary+for+molecular+sieving+of+branched+alkanes+from+linear+alkanes+along+with+high-resolution+chromatographic+separation+of+linear+alkanes.">Zeolitic imidazolate framework-8 nanocrystal coated capillary for molecular sieving of branched alkanes from linear alkanes along with high-resolution chromatographic separation of linear alkanes.</a> J. Am. Chem. Soc. 132, 13645-13647 (2010).</li><li>Yu, L. Q., Xiong, C. X., Yan, X. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Room+temperature+fabrication+of+post-modified+zeolitic+imidazolate-90+as+stationary+phase+for+open-tubular+capillary+electrochromatography.">Room temperature fabrication of post-modified zeolitic imidazolate-90 as stationary phase for open-tubular capillary electrochromatography.</a> J. Chromatogr. A. 1343, 188-194 (2014).</li><li>Fu, Y. Y., Yang, C. X., Yan, X. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Incorporation+of+metal-organic+framework+UiO-66+into+porous+polymer+monoliths+to+enhance+the+liquid+chromatographic+separation+of+small+molecules.">Incorporation of metal-organic framework UiO-66 into porous polymer monoliths to enhance the liquid chromatographic separation of small molecules.</a> Chem. Commun. 49, 7162-7164 (2013).</li><li>Lin, C. L., Lirio, S., Chen, Y. T., Lin, C. H., Huang, H. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+hybrid+metal-organic+framework-polymeric+monolith+for+solid-phase+extraction.">A novel hybrid metal-organic framework-polymeric monolith for solid-phase extraction.</a> Chem. Eur. J. 20, 3317-3321 (2014).</li><li>Svec, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Porous+polymer+monoliths:+Amazingly+wide+variety+of+techniques+enabling+their+preparation.">Porous polymer monoliths: Amazingly wide variety of techniques enabling their preparation.</a> J. Chromatogr. A. 1217, 902-924 (2010).</li><li>Shekhah, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Step-by-step+route+for+the+synthesis+of+metal-organic+frameworks.">Step-by-step route for the synthesis of metal-organic frameworks.</a> J. Am. Chem. Soc. 129, 15118-15119 (2007).</li><li>Shekhah, O., Fu, L., Belmabkhout, Y., Cairns, A. J., Giannelis, E. P., Eddaoudi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Successful+implementation+of+the+stepwise+layer-by-layer+growth+of+MOF+thin+films+on+confined+surfaces:+mesoporous+silica+foam+as+a+first+case+study.">Successful implementation of the stepwise layer-by-layer growth of MOF thin films on confined surfaces: mesoporous silica foam as a first case study.</a> Chem. Commun. 48, 11434-11436 (2012).</li><li>Saeed, A., Maya, F., Xiao, D. J., Naham-ul-Haq, M., Svec, F., Britt, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+of+a+highly+porous+coordination+polymer+on+a+macroporous+polymer+monolith+support+for+enhanced+immobilized+metal+ion+affinity+chromatographic+enrichment+of+phosphopeptides.">Growth of a highly porous coordination polymer on a macroporous polymer monolith support for enhanced immobilized metal ion affinity chromatographic enrichment of phosphopeptides.</a> Adv. Funct. Mater. 24, 5797-5710 (2014).</li><li>Krenkova, J., Lacher, N. A., Svec, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+of+selectivity+via+nanochemistry:+Monolithic+capillary+column+containing+hydroxyapatite+nanoparticles+for+separation+of+proteins+and+enrichment+of+phosphopeptides.">Control of selectivity via nanochemistry: Monolithic capillary column containing hydroxyapatite nanoparticles for separation of proteins and enrichment of phosphopeptides.</a> Anal. Chem. 82, 8335-8341 (2010).</li><li>Jabeen, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silica-lanthanum+oxide:+Pioneer+composite+of+rare-earth+metal+oxide+in+selective+phosphopeptides+enrichment.">Silica-lanthanum oxide: Pioneer composite of rare-earth metal oxide in selective phosphopeptides enrichment.</a> Anal. Chem. 84, 10180-10185 (2012).</li><li>Hussain, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functionalized+diamond+nanopowder+for+phosphopeptides+enrichment+from+complex+biological+fluids.">Functionalized diamond nanopowder for phosphopeptides enrichment from complex biological fluids.</a> Anal. Chim. Acta. 775, 75-84 (2013).</li><li>Aprilita, N. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Poly(glycidyl+methacrylate/divinylbenzene)-IDA-FeIII+in+phosphoproteomics.">Poly(glycidyl methacrylate/divinylbenzene)-IDA-FeIII in phosphoproteomics.</a> J. Proteom. Res. 4, 2312-2319 (2005).</li><li>Lo, C. Y., Chen, W. Y., Chen, C. T., Chen, Y. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+enrichment+of+phosphopeptides+from+tryptic+digests+of+proteins+using+iron+oxide+nanocomposites+of+magnetic+particles+coated+with+zirconia+as+the+concentrating+probes.">Rapid enrichment of phosphopeptides from tryptic digests of proteins using iron oxide nanocomposites of magnetic particles coated with zirconia as the concentrating probes.</a> J. Proteom. Res. 6, 887-893 (2007).</li><li>Aryal, U. K., Ross, A. R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enrichment+and+analysis+of+phosphopeptides+under+different+experimental+conditions+using+titanium+dioxide+affinity+chromatography+and+mass+spectrometry.">Enrichment and analysis of phosphopeptides under different experimental conditions using titanium dioxide affinity chromatography and mass spectrometry.</a> Rapid Commun. Mass. Spectrom. 24, 219-231 (2010).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Select Iron Affinity Gel Technical Bulletin. , (2015).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Die ursprüngliche Polymer Monolith enthält Carbon funktionellen Gruppen in der Lage, um Metalle zu binden. Koordinierung der anfänglichen Metall Seiten im Original-Material, sind wir in der Lage, ein PCP-Beschichtung (Abbildung 1A) wachsen, das eine Reihe von zusätzlichen Metallstellen der Gestaltung einer mikroporösen Netzwerk. Dies macht die präsentierten MOPH Materialien attraktiv für Extraktion oder Reinigungsverfahren, bei denen metallische Spezies beteiligt sind, wie zum Beispiel der immobi...

Poröser Koordinationspolymere (PCP) sind Koordinationsverbindungen auf Basis von Metallzentren durch organische Liganden mit sich wiederholenden Einheiten in Abstimmung 1, 2 oder 3 Dimensionen, die amorph oder kristallin sein kann, der sich 1-3 verbunden. In den letzten Jahren hat diese Klasse von porösen Materialien große Aufmerksamkeit aufgrund ihrer hohen Porosität eine breite chemische Abstimmbarkeit und ihre Stabilität zogen. Hausärzte haben für eine Reihe von Anwendungen, einschließlich Gasspeicherung, Gastrennung und Katalyse 3-6, und vor kurzem die ersten analytischen Anwendungen von PCP wurden beschrieben, 7 untersucht. Wegen ihrer verbesserten chemischen Funktionalität und hohe Porosität PCPs wurden für ihre große Potenzial für die Verbesserung der Reinigungsverfahren und chromatographische Trennungen gezielt worden, und eine Reihe von Berichten zu diesem Thema veröffentlicht wurden 7-13. Allerdings ist die Leistung der PCPs derzeit nicht bei einer Ist gleichnt Ebene mit bestehenden Chromatographiematerialien wahrscheinlich auf schnelle Diffusion durch großen interpartikulären Hohlräumen in Festbetten dieser Feststoffe aufgrund ihrer in der Regel unregelmäßig geformten Morphologien ihrer Partikel oder Kristalle. Diese unregelmäßig verteilten Pack führt zu einer geringeren Leistung als erwartet, sowie eine hohe Säule Gegendrücken und unerwünschte Peakform Morphologien 14,15. Um das Problem der schnellen Diffusion durch die Hohlräume zwischen den Teilchen zu lösen und damit auch zur Verbesserung der Leistung der PCPs für analytische Anwendungen ist die Entwicklung eines Hybridmaterial auf Basis eines makroporösen Polymers Monolith 16, der PCP auf der Oberfläche der Makroporen enthält, würde wünschenswert. Polymer Monolithen sind in sich geschlossene, einstückige Materialien, die konvektive Strömung durch die Poren aufrechterhalten können, der sie macht eine der effizientesten Alternativen zum Auffädeln und Packungen wurden erfolgreich in verschiedenen C kommerzialisiert<html> nternehmen 17,18. Poröse Polymermonolithen sind üblicherweise auf der Polymerisation von einem Monomer und einem Vernetzungsmittel in Gegenwart von Porogenen, die typischerweise binäre Mischungen von organischen Lösungsmitteln basieren. Die erhaltenen monolithischen Materialien haben eine microglobular Struktur und eine hohe Porosität und Fließdurchlässigkeit. Ein einfacher Ansatz, um diese Materialien zu vereinigen, um ein Polymer herzustellen, das eine Monolith PCP beruht auf der direkten Zugabe des so synthetisierten PCPs im Polymerisationsgemisch des Monolithen basiert. Dieser Ansatz führte zu PCPs meist innerhalb einer Polymergerüst begraben, und nicht in der für die weitere Anwendung des fertigen Materials 14,15 aktiv. Eine andere Syntheseansatz ist klar, um beispielsweise die Entwicklung gleichmässigen Schichten aus PCPs oder kristallinen Metall-organische Gerüste (MOFs), wo der Großteil der im Kristall enthaltenen Poren von den Makroporen der Polymer Monolith zugänglich sind erforderlich. t &quot;&gt; Hier beschreiben wir ein einfaches Protokoll für die Herstellung eines metallorganischen Polymer-Hybridmaterial (MOPH) basierend auf einem makroporösen Polymerträger mit geeigneten funktionellen Gruppen zur Befestigung von PCP, die leicht implementiert werden kann berichten, eine in sich geschlossene Einzel -Stück Polymer Monolithen in einem Spaltenformat mit optimalen Eigenschaften für das Durchfluß-Anwendungen. Die Polymersyntheseverfahren durch eine einfache Lösung bei Raumtemperatur, gefolgt basierten &#160; Methode, um eine PCP-Beschichtung auf der inneren Oberfläche der Poren des Monolithen 19-20 wachsen. Als erstes Beispiel beschreiben wir die Herstellung eines Eisen (III) benzoltricarboxylat (FeBTC) Koordinationspolymerfilm in einem makroporösen Poly (Styrol-Divinylbenzol-methacrylsäure) Monolith. Dieses Verfahren ist wirksam zur Herstellung von Pulvermassen sowie Kapillarsäulen und das beschriebene Protokoll ist leicht implementierbar zu anderen PCP. Als ein Beispiel für das Potential der MOPHs als funktionelle Materialien zur strömungs through Anwendungen verwendeten wir das entwickelte FeBTC MOPH die eine dichte Beschichtung aus Fe (III) Zentren Phosphopeptide aus verdauten Proteingemische Ausnutzung der Bindungsaffinität Phosphopeptide zu Fe bereichern enthält (III). Das entwickelte Protokoll 21 umfasst drei Hauptteile: Herstellung der makroporösen organischen Polymer Monolithträger; Wachstum des PCP-Beschichtung auf der Oberfläche der Poren des Monolithen; Anwendung für die Anreicherung von Phosphopeptiden.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Polyimide-coated capillaries</td>
			<td>Polymicro Technologies</td>
			<td>TSP100375</td>
			<td>100 &#956;m i.d.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate, 98%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>440159</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Styrene, 99%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>W323306</td>
			<td>Technical grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Divinylbenzene, 80%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>414565</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methacrylic acid, 98%</td>
			<td>Mallinckrodt</td>
			<td>MK150659</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Toluene, &#8805;99.5%</td>
			<td>EMD chemicals</td>
			<td>MTX0735-6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isooctane, &#8805;99.5%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>650439</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2,2&#39;-azobisisobutyronitrile, 98%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>441090</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminium oxide (basic alumina)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>199443</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iron (III) chloride hexahydrate, 97%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>236489</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1,3,5-benzenetrycarboxylic acid, 95%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>482749</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetonitrile, &#8805;99.5%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>360457</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium bicarbonate, &#8805;99.5%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>9830</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trifluoroacetic acid, &#8805;99%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>302031</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol, &#8805;99.8%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>2854</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iodoacetamide, &#8805;99%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>I1149</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dithiothreitol, &#8805;99%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>43819</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Monobasic sodium phosphate dihydrate, &#8805;99%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>71505</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dibasic sodium phosphate dihydrate, &#8805;99%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>71643</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphoric acid, &#8805;85%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>438081</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2,5-dihydroxybenzoic acid, &#8805;99%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>85707</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T8003</td>
			<td>Bovine pancreas</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#946;-casein</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C6905</td>
			<td>Bovine milk</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ZipTip pipette tips</td>
			<td>Merck Millipore</td>
			<td>ZTC18S096</td>
			<td>C18 resin</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

preparation of highly porous coordination polymer coatings on macroporous polymer monoliths for enhanced enrichment of phosphopeptides

We describe a protocol for the preparation of hybrid materials based on highly porous coordination polymer coatings on the internal surface of macroporous polymer monoliths. The developed approach is based on the preparation of a macroporous polymer containing carboxylic acid functional groups and the subsequent step-by-step solution-based controlled growth of a layer of a porous coordination polymer on the surface of the pores of the polymer monolith. The prepared metal-organic polymer hybrid has a high specific micropore surface area. The amount of iron(III) sites is enhanced through metal-organic coordination on the surface of the pores of the functional polymer support. The increase of metal sites is related to the number of iterations of the coating process.
The developed preparation scheme is easily adapted to a capillary column format. The functional porous polymer is prepared as a self-contained single-block porous monolith within the capillary, yielding a flow-through separation device with excellent flow permeability and modest back-pressure. The metal-organic polymer hybrid column showed excellent performance for the enrichment of phosphopeptides from digested proteins and their subsequent detection using matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry. The presented experimental protocol is highly versatile, and can be easily implemented to different organic polymer supports and coatings with a plethora of porous coordination polymers and metal-organic frameworks for multiple purification and/or separation applications.

Eine schematische Darstellung des PCP-Wachstum auf der Porenoberfläche des organischen Polymers Monolith wird in Abbildung 1 dargestellt. In dieser Figur veranschaulichen wir die Anfangs Fe (III) Atome auf der Porenoberfläche des ursprünglichen Polymers Monolith Carboxylfunktionen koordiniert beibehalten . Verwendung des Protokolls hierin beschriebenen zusätzlichen organischen Liganden und Fe (III) -Ionen an die Oberfläche aufgenommen Formung eines porösen Koordinationsnetzwerk in der Polymermonol...

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Preparation of Highly Porous Coordination Polymer Coatings on Macroporous Polymer Monoliths for Enhanced Enrichment of Phosphopeptides

A procedure for the preparation of porous hybrid separation media composed of a macroporous polymer monolith internally coated by a high surface area microporous coordination polymer is presented.

Vorbereitung hoch poröser Koordinationspolymerbeschichtungen auf makroporösen Monoliths für verbesserte Anreicherung von Phosphopeptiden

We describe a protocol for the preparation of hybrid materials based on highly porous coordination polymer coatings on the internal surface of macroporous ...

preparation-highly-porous-coordination-polymer-coatings-on

Research

JoVE Journal

Chemistry

10.0K Aufrufe.  E. O. Lawrence Berkeley National Laboratory. A procedure for the preparation of porous hybrid separation media composed of a macroporous polymer monolith internally coated by a high surface area microporous coordination polymer is presented.

Serie: Preparation of Highly Porous Coordination Polymer Coatings on Macroporous Polymer Monoliths for Enhanced Enrichment of Phosphopeptides

Confocal Imaging of Confined Quiescent and Flowing Colloid-polymer Mixtures

The behavior of confined colloidal suspensions with attractive interparticle interactions is critical to the rational design of materials for directed assembly1-3, drug delivery4, improved hydrocarbon recovery5-7, and flowable electrodes for energy storage8. Suspensions containing fluorescent colloids and non-adsorbing polymers are appealing model systems, as the ratio of the polymer radius of gyration to the particle radius&#160;and concentration of polymer control the range and strength of the interparticle attraction, respectively. By tuning the polymer properties and the volume fraction of the colloids, colloid fluids, fluids of clusters, gels, crystals, and glasses can be obtained9.&#160;Confocal microscopy, a variant of fluorescence microscopy, allows an optically transparent and fluorescent sample to be imaged with high spatial and temporal resolution in three dimensions. In this technique, a small pinhole or slit blocks the emitted fluorescent light from regions of the sample that are outside the focal volume of the microscope optical system. As a result, only a thin section of the sample in the focal plane is imaged. This technique is particularly well suited to probe the structure and dynamics in dense colloidal suspensions at the single-particle scale: the particles are large enough to be resolved using visible light and diffuse slowly enough to be captured at typical scan speeds of commercial confocal systems10. Improvements in scan speeds and analysis algorithms have also enabled quantitative confocal imaging of flowing suspensions11-16,37.&#160;In this paper, we demonstrate confocal microscopy experiments to probe the confined phase behavior and flow properties of colloid-polymer mixtures. We first prepare colloid-polymer mixtures that are density- and refractive-index matched. Next, we report a standard protocol for imaging quiescent dense colloid-polymer mixtures under varying confinement in thin wedge-shaped cells. Finally, we demonstrate a protocol for imaging colloid-polymer mixtures during microchannel flow.

Confocal microscopy is used to image quiescent and flowing colloid-polymer mixtures, which are studied as model systems for attractive suspensions. Image analysis algorithms are used to calculate structural and dynamic metrics for the colloidal particles that measure changes due to geometric confinement.

Die konfokale Bildgebung von Enge und Ruhe Fließende Kolloid-Polymer-Mischungen

The behavior of confined colloidal suspensions with attractive interparticle interactions is critical to the rational design of materials for directed ...

Forschung

Chemie

Fabrication of Large-area Free-standing Ultrathin Polymer Films

This procedure describes a method for the fabrication of large-area and ultrathin free-standing polymer films. Typically, ultrathin films are prepared using either sacrificial layers, which may damage the film or affect its mechanical properties, or they are made on freshly cleaved mica, a substrate that is difficult to scale. Further, the size of ultrathin film is typically limited to a few square millimeters. In this method, we modify a surface with a polyelectrolyte that alters the strength of adhesion between polymer and deposition substrate. The polyelectrolyte can be shown to remain on the wafer using spectroscopy, and a treated wafer can be used to produce multiple films, indicating that at best minimal amounts of the polyelectrolyte are added to the film. The process has thus far been shown to be limited in scalability only by the size of the coating equipment, and is expected to be readily scalable to industrial processes. In this study, the protocol for making the solutions, preparing the deposition surface, and producing the films is described.

We describe a method for the fabrication of large-area (up to 13 cm diameter) and ultrathin (as thin as 8 nm) polymer films. Instead of using a sacrificial interlayer to delaminate the film from its substrate, we use a self-limiting surface treatment suitable for arbitrarily large areas.

Herstellung von großflächigen Freistehende ultradünne Polymerfilme

This procedure describes a method for the fabrication of large-area and ultrathin free-standing polymer films.  Typically, ultrathin films are prepared ...

Photodynamic Therapy with Blended Conducting Polymer/Fullerene Nanoparticle Photosensitizers

In this article a method for the fabrication and reproducible in-vitro evaluation of conducting polymer nanoparticles blended with fullerene as the next generation photosensitizers for Photodynamic Therapy (PDT) is reported. The nanoparticles are formed by hydrophobic interaction of the semiconducting polymer MEH-PPV (poly[2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene]) with the fullerene PCBM (phenyl-C61-butyric acid methyl ester) in the presence of a non-compatible solvent. MEH-PPV has a high extinction coefficient that leads to high rates of triplet formation, and efficient charge and energy transfer to the fullerene PCBM. The latter processes enhance the efficiency of the PDT system through fullerene assisted triplet and radical formation, and ultrafast deactivation of MEH-PPV excited stated. The results reported here show that this nanoparticle PDT sensitizing system is highly effective and shows unexpected specificity to cancer cell lines.

This protocol describes a method for the fabrication of conducting polymer nanoparticles blended with fullerene. These nanoparticles were investigated for their potential use as a next generation photosensitizers for Photodynamic Therapy (PDT).

Photodynamische Therapie mit Blended leitendes Polymer / Fullerene Nanopartikel Photosensibilisatoren

In this article a method for the fabrication and reproducible in-vitro evaluation of conducting polymer nanoparticles blended with fullerene as the next ...

Preparation of Macroporous Epitaxial Quartz Films on Silicon by Chemical Solution Deposition

This work describes the detailed protocol for preparing piezoelectric macroporous epitaxial quartz films on silicon(100) substrates. This is a three-step process based on the preparation of a sol in a one-pot synthesis which is followed by the deposition of a gel film on Si(100) substrates by evaporation induced self-assembly using the dip-coating technique and ends with a thermal treatment of the material to induce the gel crystallization and the growth of the quartz film. The formation of a silica gel is based on the reaction of a tetraethyl orthosilicate and water, catalyzed by HCl, in ethanol. However, the solution contains two additional components that are essential for preparing mesoporous epitaxial quartz films from these silica gels dip-coated on Si. Alkaline earth ions, like Sr2+ act as glass melting agents that facilitate the crystallization of silica and in combination with cetyl trimethylammonium bromide (CTAB) amphiphilic template form a phase separation responsible of the macroporosity of the films. The good matching between the quartz and silicon cell parameters is also essential in the stabilization of quartz over other SiO2 polymorphs and is at the origin of the epitaxial growth.

A protocol is presented for the preparation of piezoelectric macroporous epitaxial films of quartz on silicon by solution chemistry using dip-coating and thermal treatments in air.

Herstellung von makroporösen Epitaxial-Quarz-Films auf Silizium durch Chemical Solution Deposition

This work describes the detailed protocol for preparing piezoelectric macroporous epitaxial quartz films on silicon(100) substrates. This is a three-step ...

Functionalization of Single-walled Carbon Nanotubes with Thermo-reversible Block Copolymers and Characterization by Small-angle Neutron Scattering

We demonstrate a protocol for single-walled carbon nanotube functionalization using thermo-sensitive PEO-PPO-PEO triblock copolymers in an aqueous solution. In a carbon nanotube/PEO105-PPO70-PEO105 (poloxamer 407) aqueous solution, the amphiphilic poloxamer 407 adsorbs onto the carbon nanotube surfaces and self-assembles into continuous layers, driven by intermolecular interactions between constituent molecules. The addition of 5-methylsalicylic acid changes the self-assembled structure from spherical-micellar to a cylindrical morphology. The fabricated poloxamer 407/carbon nanotube hybrid particles exhibit thermo-responsive structural features so that the density and thickness of poloxamer 407 layers are also reversibly controllable by varying temperature. The detailed structural properties of the poloxamer 407/carbon nanotube particles in suspension can be characterized by small-angle neutron scattering experiments and model fit analyses. The distinct curve shapes of the scattering intensities depending on temperature control or addition of aromatic additives are well described by a modified core-shell cylinder model consisting of a carbon nanotube core cylinder, a hydrophobic shell, and a hydrated polymer layer. This method can provide a simple but efficient way for the fabrication and in-situ characterization of carbon nanotube-based nano particles with a structure-tunable encapsulation.

A method for the functionalization of carbon nanotubes with structure-tunable polymeric encapsulation layers and structural characterization using small-angle neutron scattering is presented.

Funktionalisierung von einwandigen Kohlenstoff-Nanoröhrchen mit Thermo-reversible Blockcopolymere und Charakterisierung durch Kleinwinkelneutronenstreuung

We demonstrate a protocol for single-walled carbon nanotube functionalization using thermo-sensitive PEO-PPO-PEO triblock copolymers in an aqueous ...

The Preparation and Properties of Thermo-reversibly Cross-linked Rubber Via Diels-Alder Chemistry

A method for using Diels Alder thermo-reversible chemistry as cross-linking tool for rubber products is demonstrated. In this work, a commercial ethylene-propylene rubber, grafted with maleic anhydride, is thermo-reversibly cross-linked in two steps. The pending anhydride moieties are first modified with furfurylamine to graft furan groups to the rubber backbone. These pendant furan groups are then cross-linked with a bis-maleimide via a Diels-Alder coupling reaction. Both reactions can be performed under a broad range of experimental conditions and can easily be applied on a large scale. The material properties of the resulting Diels-Alder cross-linked rubbers are similar to a peroxide-cured ethylene/propylene/diene rubber (EPDM) reference. The cross-links break at elevated temperatures (&#62; 150 &#176;C) via the retro-Diels-Alder reaction and can be reformed by thermal annealing at lower temperatures (50-70 &#176;C). Reversibility of the system was proven with infrared spectroscopy, solubility tests and mechanical properties. Recyclability of the material was also shown in a practical way, i.e., by cutting a cross-linked sample into small parts and compression molding them into new samples displaying comparable mechanical properties, which is not possible for conventionally cross-linked rubbers.

A simple two-step approach involving rubber modification and cross-linking yields fully reworkable, elastic rubber products.

Die Herstellung und Eigenschaften von Thermo reversibel vernetzten Kautschuk Via Diels-Alder-Chemie

A method for using Diels Alder thermo-reversible chemistry as cross-linking tool for rubber products is demonstrated. In this work, a commercial ...

Monitoring the Effects of Illumination on the Structure of Conjugated Polymer Gels Using Neutron Scattering

We demonstrate a protocol to effectively monitor the gelation process of a high concentration solution of conjugated polymer both in the presence and absence of white light exposure. By instituting a controlled temperature ramp, the gelation of these materials can be precisely monitored as they proceed through this structural evolution, which effectively mirrors the conditions experienced during the solution deposition phase of organic electronic device fabrication. Using small angle neutron scattering (SANS) and ultra-small angle neutron scattering (USANS) along with appropriate fitting protocols we quantify the evolution of select structural parameters throughout this process. Thorough analysis indicates that continued light exposure throughout the gelation process significantly alters the structure of the ultimately formed gel. Specifically, the aggregation process of poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) (P3HT) nano-scale aggregates is negatively affected by the presence of illumination, ultimately resulting in the retardation of growth in conjugated polymer microstructures and the formation of smaller scale macro-aggregate clusters.

A protocol for the analysis of gels formed from the optoelectronic conjugated polymer poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) (P3HT) using small and ultra-small angle neutron scattering in both the presence and absence of illumination is presented.

Überwachung der Auswirkungen der Beleuchtung auf die Struktur des konjugierten Polymer-Gel mit Neutronenstreuung

We demonstrate a protocol to effectively monitor the gelation process of a high concentration solution of conjugated polymer both in the presence and ...

Microfluidic Dry-spinning and Characterization of Regenerated Silk Fibroin Fibers

The protocol demonstrates a method for mimicking the spinning process of silkworm. In the native spinning process, the contracting spinning duct enables the silk proteins to be compact and ordered by shearing and elongation forces. Here, a biomimetic microfluidic channel was designed to mimic the specific geometry of the spinning duct of the silkworm. Regenerated silk fibroin (RSF) spinning doped with high concentration, was extruded through the microchannel to dry-spin fibers at ambient temperature and pressure. In the post-treated process, the as-spun fibers were drawn and stored in ethanol aqueous solution. Synchrotron radiation wide-angle X-ray diffraction (SR-WAXD) technology was used to investigate the microstructure of single RSF fibers, which were fixed to a sample holder with the RSF fiber axis normal to the microbeam of the X-ray. The crystallinity, crystallite size, and crystalline orientation of the fiber were calculated from the WAXD data. The diffraction arcs near the equator of the two-dimensional WAXD pattern indicate that the post-treated RSF fiber has a high orientation degree.

A protocol for the microfluidic spinning and microstructure characterization of regenerated silk fibroin monofilament is presented.

Mikrofluidische trocken-Spinnen und Charakterisierung von regenerierten Seide Fibroin Fasern

The protocol demonstrates a method for mimicking the spinning process of silkworm. In the native spinning process, the contracting spinning duct enables ...

Electrochemical Impedance Spectroscopy as a Tool for Electrochemical Rate Constant Estimation

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used for advanced characterization of organic electroactive compounds along with cyclic voltammetry (CV). In the case of fast reversible electrochemical processes, current is predominantly affected by the rate of diffusion, which is the slowest and limiting stage. EIS is a powerful technique that allows separate analysis of stages of charge transfer that have different AC frequency response. The capability of the method was used to extract the value of charge transfer resistance, which characterizes the rate of charge exchange on the electrode-solution interface. The application of this technique is broad, from biochemistry up to organic electronics. In this work, we are presenting the method of analysis of organic compounds for optoelectronic applications.

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) of species that undergo reversible oxidation or reduction in solution was used for determination of rate constants of oxidation or reduction.

Elektrochemische Impedanz Spektroskopie als Instrument zur elektrochemischen Rate Konstanten Schätzung

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used for advanced characterization of organic electroactive compounds along with cyclic voltammetry (CV). ...

Time-resolved Photophysical Characterization of Triplet-harvesting Organic Compounds at an Oxygen-free Environment Using an iCCD Camera

Here, we present a sensible method of the acquisition and analysis of time-resolved photoluminescence using an ultrafast iCCD camera. This system enables the acquisition of photoluminescence spectra covering the time regime from nanoseconds up to 0.1 s. This enables us to follow the changes in the intensity (decay) and emission of the spectra over time. Using this method, it is possible to study diverse photophysical phenomena, such as the emission of phosphorescence, and the contributions of prompt and delayed fluorescence in molecules showing thermally activated delayed fluorescence (TADF). Remarkably, all spectra and decays are obtained in a single experiment. This can be done for solids (thin film, powder, crystal) and liquid samples, where the only limitations are the spectral sensitivity of the camera and the excitation wavelength (532 nm, 355 nm, 337 nm, and 266 nm). This technique is, thus, very important when investigating the excited state dynamics in organic emitters for their application in organic light-emitting diodes and other areas where triplet harvesting is of paramount importance. Since triplet states are strongly quenched by oxygen, emitters with efficient TADF luminescence, or those showing room temperature phosphorescence (RTP), must be correctly prepared in order to remove any dissolved oxygen from solutions and films. Otherwise, no long-lived emission will be observed. The method of degassing solid samples as presented in this work is basic and simple, but the degassing of liquid samples creates additional difficulties and is particularly interesting. A method of minimizing solvent loss and changing the sample concentration, while still enabling to remove oxygen in a very efficient and a repeatable manner, is presented in this work.

Here, we present a method of the spectroscopic characterization of organic molecules by means of time-resolved photoluminescence spectroscopy on the nanosecond-to-millisecond timescale in oxygen-free conditions. Methods to efficiently remove oxygen from the samples and, thus, limit luminescence quenching are also described.

Zeitaufgelöste photophysikalischen Charakterisierung der Triplett-Ernte organische Verbindungen in einer sauerstofffreien Umgebung verwenden eine iCCD Kamera

Here, we present a sensible method of the acquisition and analysis of time-resolved photoluminescence using an ultrafast iCCD camera. This system enables ...