Nous remercions le ministère de MIT de chimie et de l&#39;Concepts Comité Lincoln du MIT Labs avancée pour soutenir ce travail.

Nous décrivons tout d&#39;abord la synthèse et la purification de PEG-MM B à partir de 3 kDa O-(2-aminoéthyl) de polyéthylène glycol (PEG-NH 2) et norbornène-N-hydroxysuccinimidyle (NHS) ester. Le premier composé peut être acheté auprès de Sigma Aldrich Inc., ou préparé par polymérisation anionique selon l&#39;une des procédures de la littérature 22,23. Ce dernier composé peut être préparé en deux étapes selon un mode opératoire publié 21. Ensuite, nous décrivons la synthèse du catalyseur A de disponible dans le commerce catalyseur de Grubbs de 2ème génération. Nous démontrons puis l&#39;utilisation de cet ensemble pour la synthèse de BASP-brosse première. Cette expérience détaille la procédure pour faire BASPs avec N = 10, 15, et 20 à partir d&#39;un BI avec DP = 10. Toutes les réactions ont été réalisées dans une hotte de laboratoire en utilisant des flacons à scintillation standard. ATTENTION: Toujours porter des gants, un sarrau de laboratoire, etverres, et suivre les pratiques de sécurité des laboratoires communs lorsque l&#39;on travaille avec des produits chimiques dangereux. Tout solvant organique doit être manipulé dans une hotte. Les solides peuvent être pesés sur une balance à l&#39;extérieur de la hotte. Les produits chimiques doivent pas entrer en contact avec la peau, les yeux ou la bouche. Il est fortement recommandé de lire la fiche signalétique pour chaque solvant et solide utilisé dans cette procédure avant de commencer. Une. Préparation de PEG-MM B <ol><li> Ajouter PEG-NH 2 (300 mg, 0,0001 mole, 1,0 éq) dans un flacon de 40 ml de scintillation équipé d&#39;un barreau d&#39;agitation. </li><li> Dissoudre le PEG-NH 2 dans 3 ml d&#39;anhydre N, N-diméthylformamide (DMF). </li><li> Ajouter 36 mg de norbornène-NHS ester (0,000105 mol, 1,05 éq) 21. </li><li> Boucher le flacon et on agite le mélange réactionnel pendant une nuit à température ambiante. </li><li> Retirer le barreau d&#39;agitation et ajouter de l&#39;éther diéthylique à la solution de réaction pour précipiter le PEG B-MM. </li><li> Filtrer la grippe blancFFY précipiter et laver abondamment avec de l&#39;éther éthylique. En variante, transférer la suspension dans un tube à centrifuger de 50 m, centrifuger à 4000 rpm pendant 5 min à température ambiante, puis décanter le surnageant. Ajouter de l&#39;éther frais de diéthyle, centrifugeuse, et décanter à nouveau. Nous vous recommandons de répéter cette procédure 3x pour un total de 5x. </li><li> Sécher le précipité sous vide pendant 24 heures pour éliminer l&#39;éther éthylique résiduel. </li></ol> 2. La purification de PEG-MM Dans notre précédent rapport, le PEG-MM B a été préparé à partir du commerce PEG-NH 2 et a été utilisé pour la synthèse de BASP sans purification supplémentaire après séchage (c&#39;est à dire, après l&#39;étape 1.7). Dans cette étude, nous faisons varier le PEG-NH2 source (commercial contre maison), et on compare les résultats de la formation BASP avant et après purification chromatographie préparative de liquide à haute performance plus rigoureux (prep-HPLC) MM. Dans la suite de cette étude, le drMM ied obtenu après l&#39;étape 1.7 est dénommé B1. Prep-HPLC a été utilisée pour purifier B1 B2 pour donner. Une CLHP preparative MM purifiée analogue synthétisé au laboratoire par l&#39;intermédiaire d&#39;une polymérisation anionique est dénommé B3. Prep-HPLC a été réalisée en utilisant un Beckmann Coulter HPLC (127p module solvant et le module de détection de 166p) avec une boucle d&#39;échantillon de 1 ml et une colonne en phase inverse Agilent Zorbax 300SB-C18 PrepHT à la température ambiante. <ol><li> Mise en place HPLC avec un solvant A: eau désionisée (système de purification Millipore, 18,2 Ω) avec de l&#39;acide acétique à 1%, solvant B: acétonitrile. </li><li> Amorcer les pompes et équilibrer la colonne avec 95% de A et de 5% B. </li><li> Dissoudre le PEG-MM dans de l&#39;acétonitrile ou du MeOH (150 mg / ml). </li><li> Filtrer à travers un filtre en nylon de 13 mm seringue de 0,45 um. </li><li> Définit la méthode HPLC: - Débit: 20 ml / min - 0-1 min: gradient linéaire de 10% de B et 90% A - 1-10 min: linear gradient B à 90% et 10% A - 10-13 min: commutateur aux conditions initiales (5% de B et 95%) et rééquilibrer la colonne - Régler détecteur UV pour détecter l&#39;absorbance à 256 nm </li><li> Charger 0,8 ml d&#39;échantillon dans la boucle d&#39;échantillonnage. </li><li> Injecter l&#39;échantillon. </li><li> Recueillir le pic principal d&#39;absorption (dans les conditions spécifiées, le produit est élue entre 5-7 min). </li><li> Répéter au besoin. Combiner les fractions pures ensemble dans un ballon à fond rond. </li><li> Retirez tout le solvant par évaporation rotative. </li><li> Reprendre le produit dans du dichlorométhane et ajouter du sulfate de sodium. Secouer ou remuer régulièrement le ballon pour ≅ 1 h doucement. </li><li> Filtrer le mélange en utilisant un filtre en verre fritte. </li><li> Concentrer par évaporation rotative. Sécher sous vide pendant une nuit. </li><li> Le PEG-MM peut être caractérisé par RMN 1H dans CD 2 Cl 2 (15-20 mg/0.7 ml CD 2 Cl 2, 500 MHz ou supérieur recommandé avec plus de 128 analyses et retard de relaxation, d1= 2,0 s), et MALDI-TOF en utilisant le mode d&#39;ionisation positif et de 2 - (4-hydroxyphenylazo) de l&#39;acide benzoïque en tant que matrice MALDI. </li><li> Le PEG-MM peut être conservé pendant des mois dans un flacon à scintillation à 4 ° C. </li></ol> 3. Préparation du catalyseur A <ol><li> Ajouter catalyseur de Grubbs de 2ème génération (500 mg, 0,589 mmol) à un flacon de 20 ml muni d&#39;un barreau d&#39;agitation. </li><li> Ajouter de la pyridine (environ 0,474 ml, 5,89 mmol, 10 éq) dans le flacon. La couleur de la solution devrait immédiatement changer du rouge au vert. Laisser la réaction de remuer jusqu&#39;à ce que la totalité de la couleur rouge a disparu et la solution est devenue visqueuse (15-30 min). </li><li> Remplir le flacon de réaction avec du pentane froid pour précipiter un complexe. </li><li> On filtre la suspension pour recueillir le précipité vert (catalyseur A). Laver 4x avec 15 ml de pentane froid. </li><li> Sécher le solide vert sous vide pendant une nuit. </li><li> Un complexe peut êtrestocké pendant plusieurs mois à température ambiante dans un dessiccateur de paillasse sans perte significative d&#39;activité. Pour des précautions supplémentaires, nous stockons généralement complexe dans un congélateur -20 C ° à l&#39;intérieur d&#39;une boîte à gants. Montants pour plus de commodité, nous avons pré-peser connue d&#39;un dans 4 flacons de scintillation ml immédiatement après séchage (étape 3.5). Nous conservons alors ces flacons dans la boîte à gants congélateur. Lorsque vous êtes prêt à exécuter une réaction ROMP, nous prenons tout simplement un flacon hors de la boîte à gants et utilisons comme décrit ci-dessous (étape 4.4). </li></ol> 4. Préparation de la solution mère de brosse polymère vivant (BI) avec DP = 10 <ol><li> Dans un flacon de 3 ml avec un bouchon à vis étanche aux gaz équipé d&#39;un barreau d&#39;agitation, peser 65 mg (0,020 mmol, 10 éq) de MM B. Ce montant correspond à 20 mg de MM pour chacune des trois tailles différentes de BASPs, et 5 mg pour une analyse GPC restes de la BI. Utiliser une spatule pour ajouter le MM directement au fond du flacon. Try pour empêcher le matériau d&#39;adhérer aux parois de la fiole que ce scénario pourrait conduire à une contamination MM dans le produit final BASP. </li><li> Dissoudre le MM B dans 158 pi de THF. Plafonner immédiatement le flacon après l&#39;ajout de THF pour éviter l&#39;évaporation du solvant. Remarque: La concentration finale en MM lors de la polymérisation doit être de 0,05 M. Si 158 ul de THF sont ajoutés ici, puis 243 pl de solution de catalyseur, l&#39;étape 4.4, sera ajouté pour donner 401 ul de THF totale, ce qui correspond à [MM ] = 0,05 M. La quantité de solvant lors de cette étape peut être modifiée, tant que la quantité de solvant lors de l&#39;étape 4.4 est également modifiée pour donner [MM] 0.05. Nous avons constaté que les polymérisations effectuées avec [MM] &lt;0,05 parfois ne procède pas à une conversion complète. </li><li> Laisser la solution en remuant jusqu&#39;à ce que le MM est dissous. Chauffer légèrement si nécessaire. Éviter les éclaboussures la solution visqueuse sur les côtés ou le bouchon du flacon. </li><li> Ensuite, ajouter une quantité connue (2,8mg pour cet exemple) de catalyseur A à un flacon de 3 ml (ou obtenir un flacon pré-pesé avec le catalyseur A). Ajouter du THF anhydre (466 pi dans cet exemple) pour donner une solution de catalyseur de 6 mg / ml. Cap immédiatement le flacon. Laisser le catalyseur pour dissoudre complètement;. Secouer doucement le flacon si nécessaire cette solution de catalyseur doit être utilisé immédiatement pour ROMP. Note 1: La solution de catalyseur doit être de couleur vert forêt. Si elle est noire, ou brun verdâtre, il a probablement décomposé, et il ne sera probablement pas donner des résultats satisfaisants de ROMP. Si la décomposition se produit, nous vous proposons la préparation du catalyseur frais (conformément à l&#39;article 3 ci-dessus), ou en utilisant du THF fraîchement distillé. Note 2: La quantité de THF ajouté à A est choisi de sorte que le dernier [MM] est de ~ 0,05. Ce montant peut être réglé, aussi longtemps que les ajustements compensatoires sont prises à la solution MM à l&#39;étape 4.2. </li><li> Ajouter 243 pi (1,46 mg; 1 éq B </strong&gt;) de la solution de catalyseur rapidement (non goutte à goutte) à la solution sous agitation de MM. Essayez de garder la pointe de l&#39;aiguille juste au-dessus de la solution MM lors de l&#39;ajout de la fiole. Éviter les éclaboussures le mélange de réaction sur les côtés et bouchon du flacon, comme des éclaboussures peut conduire à MM résiduelle et BI impureté dans la finale BASP. </li><li> Boucher le flacon immédiatement et laisser le malaxage du mélange de réaction pendant 15 min pour former la brosse macroamorceur (BI). </li></ol> 5. Formation de BASPs <ol><li> Ajouter 3,6 ± 0,1 mg (6,18 mol, 10 éq à la quantité de BI à être transféré à l&#39;étape 5.2), 5,5 ± 0,1 mg (9.28μmol, 15 eq au montant de la BI à être transféré à l&#39;étape 5.2), et 7,3 ± 0,1 mg (12.4μmol, 20 éq à la quantité de BI à être transféré à l&#39;étape 5.2) de réticulation C à trois différents flacons de 3 ml équipées de barreaux d&#39;agitation. Essayez de peser l&#39;agent de réticulation directement sur le fond de la fiole pour empêcher la matière d&#39;adhérer aux parois de la fiole. Note: Le réticulant C n&#39;est pas très soluble dans le THF. Pour cette raison, le solide est utilisé directement dans l&#39;étape suivante. Dans les cas où l&#39;agent de réticulation est soluble, puis d&#39;une solution mère concentrée d&#39;agent de reticulation peut être réalisée et les diverses quantités de cette solution peut être transférée dans des flacons. Là encore, la concentration des polymérisations finales doit être&gt; 0,05 M, si le solvant est ajouté à l&#39;agent de réticulation puis une réduction compensatoire de solvant doit être faite ailleurs. </li><li> Ajouter 123 pi (0,618 mol) de la solution BI pour chacun des trois flacons contenant C. Essayez de garder la pointe de l&#39;aiguille juste au-dessus l&#39;agent de réticulation solide lors de l&#39;ajout de la fiole. Ajouter la solution BI à la fois plutôt que goutte à goutte. </li><li> Boucher les fioles et remuer les réactions à température ambiante pendant jusqu&#39;àachèvement. Avec cette MM spécifique et la combinaison de réticulation, la réaction est complète en ~ 4 h; agitation continue jusqu&#39;à 24 heures n&#39;a pas d&#39;effet perceptible sur la croissance de la BASP. Surveillance par GPC pour assurer la conversion complète de BI. </li><li> Étancher les réactions par addition d&#39;une goutte de l&#39;éther de vinyle et d&#39;éthyle de la solution restante BI et chacun des N = 10, 15, et 20 BASP mélanges réactionnels. Agiter pendant 10 min pour assurer l&#39;extinction complète. </li></ol> 6. GPC Préparation de l&#39;échantillon Les résultats GPC-Malls ont été obtenus sur un système LC Agilent 1260 équipé d&#39;une colonne Shodex GPC KD-806m, un détecteur Wyatt aube Heleos-II commerciaux, et une Wyatt Optilab T-Rex détecteur d&#39;indice de réfraction de la température ambiante. DMF avec 0,025 M de LiBr à un débit de 1,0 ml / min a été utilisé comme éluant. Les résultats ont été analysés à l&#39;aide Astra 6 logiciel fourni par Wyatt. <ol><li> En utilisant une nouvelle pipette en verre pour chaque flacon de réaction, Trempe le bout de la pipette dans la solution de réaction de dresser un petit échantillon de la réaction. Laver à l&#39;intérieur de la pipette avec 250 ul de 0,025 M de LiBr dans du DMF pour donner une concentration finale d&#39;environ 3 mg / ml. </li><li> Filtrer l&#39;échantillon dilué à travers un filtre de polytétrafluoroéthylène de 0,45 um avant le dépôt de l&#39;échantillon dans un flacon GPC. </li><li> Mise en place GPC-Malls pistes et analyser les résultats une fois que les essais sont terminés. </li></ol> Liste des abréviations: A: Grubbs 3 catalyseur de bis-pyridine ème génération B: poly (éthylène glycol) (PEG) macromonomère (MM) B1: PEG MM préparé en utilisant disponible dans le commerce (Aldrich) PEG-NH 2 et utilisé sans purification HPLC. B2: PEG MM préparé à l&#39;aide disponible dans le commerce (Aldrich) PEG-NH <sub&gt; 2 et après purification par CLHP. B3: PEG MM préparé en utilisant nouvellement synthétisé PEG-NH 2 et après purification par CLHP. BASP: polymère en étoile brosse-bras BI: séjour initiateur de brosse C: agent de réticulation photodégradable Ð: molaire indice de polydispersité de masse DMF: N, N-diméthylformamide DP: polymérisation de degré moyen en nombre GPC: chromatographie par perméation de gel Prep-HPLC: Chromatographie liquide haute performance preparative CENTRES: multi-angle de diffusion de lumière laser MM: macromonomère MW: poids moléculaire M w: mo moyenne de poidsmasse lar N: nombre d&#39;équivalents d&#39;agent de reticulation (rapport de C à A) NHS: N-hydroxysuccinimidyle PEG: polyéthylène glycol PEG-MM: PEG-norbornène macromonomère (également dénommé composé B) ROMP: polymérisation par métathèse par ouverture de cycle THF: tétrahydrofuranne

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J. 44, 1714-1721 (2008).</li><li>Mosquet, M., Chevalier, Y., Le Perchec, P., Guicquero, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+poly+(ethylene+oxide)+with+a+terminal+amino+group+by+anionic+polymerization+of+ethylene+oxide+initiated+by+aminoalcoholates.">Synthesis of poly (ethylene oxide) with a terminal amino group by anionic polymerization of ethylene oxide initiated by aminoalcoholates.</a> Macromol. Chem. Phys. 198, 2457-2474 (1997).</li><li>Burchard, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solution+properties+of+branched+macromolecules.">Solution properties of branched macromolecules.</a> Adv. Polym. Sci. 143, 113-194 (1999).</li><li>Gao, H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+Star+Polymers+as+Unimolecular+Containers+for+Nanomaterials.">Development of Star Polymers as Unimolecular Containers for Nanomaterials.</a> Macromol. Rapid Comm. , 722-734 (2012).</li><li>Blencowe, A., Tan, J. F., Goh, T. K., Qiao, G. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Core+cross-linked+star+polymers+via+controlled+radical+polymerisation.">Core cross-linked star polymers via controlled radical polymerisation.</a> Polymer. 50, 5-32 (2009).</li><li>Burts, A. O., Liao, L., Lu, Y. Y., Tirrell, D. A., Johnson, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brush-first+and+Click:+Efficient+Synthesis+of+Nanoparticles+that+Degrade+and+Release+Doxorubicin+in+Response+to+Light.">Brush-first and Click: Efficient Synthesis of Nanoparticles that Degrade and Release Doxorubicin in Response to Light.</a> Photochem. Photobiol. , (2013).</li></ol>

Les auteurs n&#39;ont rien à révéler.

Le principal avantage de la synthèse de BASP brosse première est la capacité à synthétiser rapidement nanostructures de taille diverse et composition en parallèle sans avoir besoin d&#39;équipement spécialisé. Dans cette étude, nous démontrons la méthode de synthèse de brosse en utilisant un premier norbornène macromonomère PEG fonctionnalisé (B, figure 1) et un agent de réticulation de type ester de nitrobenzyle bis-norbornène (C, figure 1). Les cha?...

Nanoparticules polymériques ont été largement étudiés pour leur utilisation potentielle comme plates-formes pour l&#39;administration de médicaments, la catalyse supportée, l&#39;imagerie biologique, et l&#39;auto-assemblage 1-3. Les applications modernes exigent que les synthèses de nanoparticules être facile, reproductible, compatible avec les fonctionnalités chimiques, et se prêtent à la diversification 4,5. Polymérisation par métathèse par ouverture de cycle (ROMP) de oléfines contraintes est une méthode puissante pour la synthèse de nanostructures polymères fonctionnels avec des tailles contrôlées et des distributions étroites de masse 1,6-8. Par exemple, le poly-norbornène fonctionnalisé (éthylène glycol) (PEG) macromonomères (MMS) peut être efficacement polymérisés via ROMP pour produire des polymères solubles dans l&#39;eau de goupillon. En utilisant cette approche, les nanostructures qui portent de multiples molécules de médicaments libérables, des fluorophores, des agents de contraste spin-peuvent être préparés rapidement et en parallèle 6, 9, 10. ROMP a également été utilisé pour la synthèse «arm-first» des polymères en étoile. Dans le procédé de bras et unième, des polymères linéaires sont réticulées avec un agent de réticulation multi-fonctionnel pour obtenir des nanostructures sphériques avec les bras polymères. Schrock et ses collaborateurs ont rapporté la première synthèse de polymères en étoile ROMP bras-première par réticulation de norbornène, dicarbomethoxynorbornadiene, et triméthylsilyle protégée dicarboxynorbornene polymères linéaires avec un norbornène réticulant bifonctionnel. 11, 12 Buchmeiser a étendu cette méthodologie pour la synthèse de matériaux à gamme d&#39;applications qui incluent la catalyse supportée, l&#39;ingénierie tissulaire, et la chromatographie 13-17. Otani et collègues ont fait des nanoparticules de polymères en étoile avec des surfaces fonctionnelles via une stratégie liée &quot;in-out&quot; polymérisation 18, 19. La plupart des polymérisations de bras-première impliquent une interaction complexe de monomères, polymères, et couplage étoile réactions. The-ci procède par un mécanisme de croissance par étapes qui conduit généralement à large poids moléculaire (MW) de distributions. Pour contourner cette limitation en transfert d&#39;atomes réactions connexes de polymérisation radicalaire de bras-première, Matyjaszewski et collègues effectuées bras-première réticulation de polymères préformés MMS pour fournir des polymères en étoile avec des distributions de MW très étroites 20. Dans ce cas, l&#39;encombrement stérique des MMS, et l&#39;augmentation du rapport de bras de étoiles à l&#39;initiation des sites, inhibés processus de couplage étoile + étoiles mal contrôlées, et conduit à un mécanisme de croissance de la chaîne de la vie. Quand nous avons essayé la même stratégie dans le contexte de ROMP norbornène avec un PEG à terminaison-MM et un agent de réticulation bis-norbornène, les polymères en étoile avec des distributions très larges, MW multimodaux ont été obtenus. Ce résultat suggère que, dans ce système, le MM seul n&#39;était pas suffisamment volumineux pour inhiber étoile + couplage en étoile. Pour augmenter l&#39;encombrement stérique des bras des étoiles, et de limiter potentiellement ce uncontrocouplage lled, nous avons tenté d&#39;abord polymériser le MM pour former des polymères bouteille-brosse en l&#39;absence d&#39;agent de réticulation, puis ajouter l&#39;agent de réticulation. Nous avons été heureux de constater que, sous certaines conditions, cette méthode &quot;brosse d&#39;abord&quot; fourni un accès direct à &quot;brosse-bras polymères en étoile» (de BASPs) avec des distributions de MW étroites et noyau accordable et fonctionnalités corona. Nous avons récemment rapporté la synthèse de BASPs PEG utilisant Grubbs 3 ème génération catalyseur A (Figure 1) 21 ROMP brosse-première. Dans ce travail, l&#39;exposition de PEG-MM B au catalyseur A généré un pinceau macroamorceur vivant avec une longueur de colonne vertébrale définie (B1, Figure 1). Transfert des aliquotes de la B 1 à fioles qui contenaient différentes quantités d&#39;agent de réticulation C initié BASPformation. Le MW, et donc la taille, des BASPs augmenté géométriquement avec la quantité de C ajoutée. Nous avons fourni une hypothèse mécaniste de ce processus de croissance géométrique et démontré que les core-et BASPs fonctionnels, nitroxydes corona marqué pourraient être aisément préparés sans la nécessité d&#39;une post-polymérisation étapes de modification ou l&#39;ajout de monomères séquentielles. Cependant, dans tous les exemples rapportés, nous étions préoccupés par la désactivation du catalyseur, nous avons effectué toutes les réactions sous atmosphère de N2 dans une boîte à gants. Depuis notre premier rapport, nous avons constaté que la méthode de la brosse-première est très efficace pour la formation de BASPs d&#39;un large éventail de MMS norbornène terminaison et des agents de réticulation fonctionnels. Nous avons également découvert que le procédé peut être réalisé sur la paillasse sans précautions spéciales pour éliminer l&#39;air ou l&#39;humidité. Ici, une série de trois différentes BASPs de MW sera synthesized par la méthode de la brosse-première dans les conditions ambiantes. En bref, 10 équivalents de B seront exposés à 1,0 équivalent de catalyseur A (Figure 1a) pendant 15 minutes pour donner un BI avec un degré moyen de polymérisation (DP) de 10. Trois aliquotes de ce lot de BI seront transférés dans des flacons séparés qui contiennent 10, 15, et 20 équivalents (N, figure 1b) de C. Après 4 heures, les polymérisations sont trempées par addition d&#39;éther de vinyle et d&#39;éthyle. Les MW polymères en étoile et les distributions MW vont être caractérisés en utilisant un instrument de chromatographie par perméation de gel équipé d&#39;un détecteur de diffusion de lumière laser multi-angles (GPC-MALLS).

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="592">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="84" rowspan="2" style="height:84px;width:216px;">Grubbs Second Generation Catalyst</td>
			<td rowspan="2" style="width:91px;">Materia (or Sigma Aldrich)</td>
			<td rowspan="2" style="width:119px;">C848 (Sigma Aldrich: 569747)</td>
			<td style="width:167px;">
			Used as purchased from manufacturer. 
 *Provided as a generous gift.
			</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Pyridine</td>
			<td style="width:91px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">270970</td>
			<td style="width:167px;">Used as purchased from manufacturer</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">O-(2-aminoethyl)polyethylene glycol 3000</td>
			<td style="width:91px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">07969</td>
			<td style="width:167px;">Used as purchased from manufacturer</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">PEG-MM</td>
			<td style="width:91px;">N/A</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td style="width:167px;">Synthesized following reported procedures (Ref. 21, protocol 1)</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">norbornene-N-hydroxysuccinimidyl (NHS) ester</td>
			<td style="width:91px;">N/A</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td style="width:167px;">Synthesized following reported procedures (Ref. 21)</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Bis-norb-NBOC Crosslinker</td>
			<td style="width:91px;">N/A</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td style="width:167px;">Synthesized following reported procedures (Ref. 21)</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Pentane</td>
			<td style="width:91px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">158941</td>
			<td style="width:167px;">Used as purchased from manufacturer</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Tetrahydrofuran (HPLC grade)</td>
			<td style="width:91px;">Sigma Aldrich </td>
			<td style="width:119px;">34865</td>
			<td style="width:167px;">Dried and purified over a solvent purification columns </td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Dichloromethane</td>
			<td style="width:91px;">VWR </td>
			<td>BDH1113-4LG</td>
			<td style="width:167px;">Used as purchased from manufacturer</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Acetonitrile (HPLC grade)</td>
			<td style="width:91px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">34998</td>
			<td style="width:167px;">Used as purchased from manufacturer</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Acetic Acid </td>
			<td style="width:91px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">A6283</td>
			<td style="width:167px;">Used as purchased from manufacturer</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Sodium sulfate </td>
			<td style="width:91px;">Sigma Aldrich</td>
			<td>239313</td>
			<td style="width:167px;">Used as purchased from manufacturer</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Diethyl ether</td>
			<td style="width:91px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">673811</td>
			<td style="width:167px;">Used as purchased from manufacturer</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Dimethylformamide (HPLC grade) </td>
			<td style="width:91px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">270547</td>
			<td style="width:167px;">Used as purchased from manufacturer</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Lithium Bromide</td>
			<td style="width:91px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">213225</td>
			<td style="width:167px;">Used as purchased from manufacturer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">MillQ Biocel A10</td>
			<td style="width:91px;">Millipore</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td style="width:167px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Beckmann Coulter HPLC (127p solvent module, 166p detector)</td>
			<td style="width:91px;">Beckmann Coulter</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td style="width:167px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Zorbax 300SB-C18 PrepHT reverse phase column </td>
			<td style="width:91px;">Agilent</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td style="width:167px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">1260 Infinity Liquid Chromatography </td>
			<td style="width:91px;">Agilent</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td style="width:167px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">GPC KD-806M column</td>
			<td style="width:91px;">Shodex</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td style="width:167px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Dawn Heleos II Light Scatterer</td>
			<td style="width:91px;">Wyatt</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td style="width:167px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Optilab T-rEX Refractive Index Detector</td>
			<td style="width:91px;">Wyatt</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td style="width:167px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Glass Scintillation Vials - 40 ml</td>
			<td style="width:91px;">Chemglass</td>
			<td>CG-4909-05</td>
			<td style="width:167px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Glass Scintillation Vials - 4 ml </td>
			<td style="width:91px;">Chemglass</td>
			<td style="width:119px;">CG-4904-06</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Glass Scintillation Vials (PTFE-lined cap) - 2 ml </td>
			<td style="width:91px;">Agilent</td>
			<td>5183-4518</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Stir-bars</td>
			<td style="width:91px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;">5894x</td>
			<td style="width:167px;">various sizes </td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">13 mm 0.45 &#181;m Nylon Syringe filter</td>
			<td style="width:91px;">PerkinElmer</td>
			<td>02542903</td>
			<td style="width:167px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">13 mm 0.45 &#181;m polytetrafluoroethylene syringe filter</td>
			<td style="width:91px;">PerkinElmer</td>
			<td>02542909</td>
			<td style="width:167px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">1 ml disposable syringes </td>
			<td style="width:91px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;">53548-001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Swing bucket centrifuge or similar</td>
			<td style="width:91px;"> </td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td style="width:167px;">Should be able to reach approximately 4,000 rpm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Round bottom flask</td>
			<td style="width:91px;"> </td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td style="width:167px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Fritted glass filter assembly </td>
			<td style="width:91px;"> </td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td style="width:167px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Rotary Evaporator </td>
			<td style="width:91px;"> </td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td style="width:167px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Balance </td>
			<td style="width:91px;"> </td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td style="width:167px;"> </td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

particles without a box: brush-first synthesis of photodegradable peg star polymers under ambient conditions

Méthodes pratiques pour la synthèse parallèle rapide des nanoparticules diversement fonctionnalisés permettront la découverte de nouvelles formulations pour l&#39;administration de médicaments, imagerie biologique, et la catalyse supportée. Dans ce rapport, nous démontrons la synthèse parallèle de brosse-bras polymère en étoile (BASP) des nanoparticules par la méthode &quot;brosse d&#39;abord». Dans ce procédé, un poly-norbornène terminaison (éthylène glycol) (PEG) macromonomère (PEG-MM) est tout d&#39;abord polymérisé via une polymérisation par métathèse par ouverture de cycle (ROMP) pour générer une macro-initiateur de la brosse de vie. Des portions de cette solution mère de l&#39;initiateur sont ajoutés dans des flacons qui contiennent des quantités variées d&#39;un photodégradables bis-norbornène agent de réticulation. L&#39;exposition à la réticulation lance une série de brosse cinétique contrôlée + brosse et étoiles + étoiles réactions de couplage qui donne finalement BASPs avec des noyaux composés de l&#39;agent de réticulation et couronnes composé de PEG. La taille finale BASP dépend de la quantité d&#39;agent de reticulation ajouté. Nous réalisons la synthèse de trois BASPs sur la paillasse sans précautions spéciales pour éliminer l&#39;air et de l&#39;humidité. Les échantillons sont caractérisés par chromatographie par perméation de gel (GPC), les résultats concordent étroitement avec notre précédent rapport qui a utilisé la boîte à gants () des conditions inertes. Principales caractéristiques pratiques, les avantages et les inconvénients potentiels de la méthode de la brosse sont d&#39;abord discutées.

La figure 2 montre les traces de GPC pour une variété de BASPs préparés à partir de B1, B2 et B3. Dans tous les cas, les données montrent que l&#39;augmentation des équivalents d&#39;agent de réticulation (N) conduit à une augmentation de la taille de la BASP. Comme cela a été observé dans notre précédent rapport, 10 équivalents d&#39;agent de réticulation n&#39;est pas suffisante pour atteindre BASPs uniformes; N = 10...

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Particles without a Box: Brush-first Synthesis of Photodegradable PEG Star Polymers under Ambient Conditions

Poly (éthylène glycol) (PEG) polymères brosse-bras étoiles (BASPs) des distributions de masse étroites et tailles nanoscopiques accordables sont synthétisés via ouverture de cycle polymérisation par métathèse (ROMP) d&#39;un macromonomère PEG-norbornène suivie d&#39;un transfert de parties de la vie résultant brosse initiateur de flacons contenant des quantités variées d&#39;un rigide, photo-clivable bis-norbornène agent de réticulation.

Particules sans boîte: Brush-première synthèse de photodégradables PEG étoiles polymères dans des conditions ambiantes

Convenient methods for the rapid, parallel synthesis of diversely functionalized nanoparticles will enable discovery of novel formulations for drug ...

particles-without-box-brush-first-synthesis-photodegradable-peg-star

Research

JoVE Journal

Chemistry

39.6K vues.  Massachusetts Institute of Technology.  Poly (éthylène glycol) (PEG) polymères brosse-bras étoiles (BASPs) des distributions de masse étroites et tailles nanoscopiques accordables sont synthétisés via ouverture de cycle polymérisation par métathèse (ROMP) d'un macromonomère PEG-norbornène suivie d'un transfert de parties de la vie résultant brosse initiateur de flacons contenant des quantités variées d'un rigide, photo-clivable bis-norbornène agent de réticulation. 

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A Simple Method for the Size Controlled Synthesis of Stable Oligomeric Clusters of Gold Nanoparticles under Ambient Conditions

Reducing dilute aqueous HAuCl4 with sodium thiocyanate (NaSCN) under alkaline conditions produces 2 to 3 nm diameter nanoparticles. Stable grape-like oligomeric clusters of these yellow nanoparticles of narrow size distribution are synthesized under ambient conditions via two methods. The delay-time method controls the number of subunits in the oligoclusters by varying the time between the addition of HAuCl4 to alkaline solution and the subsequent addition of reducing agent, NaSCN. The yellow oligoclusters produced range in size from ~3 to ~25 nm. This size range can be further extended by an add-on method utilizing hydroxylated gold chloride (Na+[Au(OH4-x)Clx]-) to auto-catalytically increase the number of subunits in the as-synthesized oligocluster nanoparticles, providing a total range of 3 nm to 70 nm. The crude oligocluster preparations display narrow size distributions and do not require further fractionation for most purposes. The oligoclusters formed can be concentrated &#62;300 fold without aggregation and the crude reaction mixtures remain stable for weeks without further processing. Because these oligomeric clusters can be concentrated before derivatization they allow expensive derivatizing agents to be used economically. In addition, we present two models by which predictions of particle size can be made with great accuracy.

We describe a simple method for producing highly stable oligomeric clusters of gold nanoparticles via the reduction of chloroauric acid (HAuCl4) with sodium thiocyanate (NaSCN). The oligoclusters have a narrow size distribution and can be produced with a wide range of sizes and surface coats.

Une méthode simple pour la Taille synthèse contrôlée de Stable oligomères grappes de nanoparticules d&#39;or dans des conditions ambiantes

Reducing dilute aqueous HAuCl4 with sodium thiocyanate (NaSCN) under alkaline conditions produces 2 to 3 nm diameter nanoparticles. Stable grape-like ...

Recherche

Chimie

Visualization of Ambient Mass Spectrometry with the Use of Schlieren Photography

This manuscript outlines how to visualize mass spectrometry ambient ionization sources using schlieren photography. In order to properly optimize the mass spectrometer, it is necessary to characterize and understand the physical principles of the source. Most commercial ambient ionization sources utilize jets of nitrogen, helium, or atmospheric air to facilitate the ionization of the analyte. As a consequence, schlieren photography can be used to visualize the gas streams by exploiting the differences in refractive index between the streams and ambient air for visualization in real time. The basic setup requires a camera, mirror, flashlight, and razor blade. When properly configured, a real time image of the source is observed by watching its reflection. This allows for insight into the mechanism of action in the source, and pathways to its optimization can be elucidated. Light is shed on an otherwise invisible situation.

This paper presents a protocol for the visualization of gaseous streams of an ambient ionization source using schlieren photography and mass spectrometry.

Visualisation de Ambient Spectrométrie de masse à l&#39;utilisation de Schlieren Photographie

This manuscript outlines how to visualize mass spectrometry ambient ionization sources using schlieren photography. In order to properly optimize the mass ...

Synthesis of Cyclic Polymers and Characterization of Their Diffusive Motion in the Melt State at the Single Molecule Level

We demonstrate a method for the synthesis of cyclic polymers and a protocol for characterizing their diffusive motion in a melt state at the single molecule level. An electrostatic self-assembly and covalent fixation (ESA-CF) process is used for the synthesis of the cyclic poly(tetrahydrofuran) (poly(THF)). The diffusive motion of individual cyclic polymer chains in a melt state is visualized using single molecule fluorescence imaging by incorporating a fluorophore unit in the cyclic chains. The diffusive motion of the chains is quantitatively characterized by means of a combination of mean-squared displacement (MSD) analysis and a cumulative distribution function (CDF) analysis. The cyclic polymer exhibits multiple-mode diffusion which is distinct from its linear counterpart. The results demonstrate that the diffusional heterogeneity of polymers that is often hidden behind ensemble averaging can be revealed by the efficient synthesis of the cyclic polymers using the ESA-CF process and the quantitative analysis of the diffusive motion at the single molecule level using the MSD and CDF analyses.

A protocol for the synthesis and characterization of diffusive motion of cyclic polymers at the single molecule level is presented.

Synthèse des polymères cycliques et caractérisation de leur mouvement Diffusive dans l&#39;État Melt à la molécule unique Level

We demonstrate a method for the synthesis of cyclic polymers and a protocol for characterizing their diffusive motion in a melt state at the single ...

Facile Preparation of Ultrafine Aluminum Hydroxide Particles with or without Mesoporous MCM-41 in Ambient Environments

An aqueous suspension of nanogibbsite was synthesized via the titration of aluminum aqua acid [Al(H2O)6]3+ with L-arginine to pH 4.6. Since the hydrolysis of aqueous aluminum salts is known to produce a wide array of products with a wide range of size distributions, a variety of state-of-the-art instruments (i.e., 27Al/1H NMR, FTIR, ICP-OES, TEM-EDX, XPS, XRD, and BET) were used to characterize the synthesis products and identification of byproducts. The product, which was comprised of nanoparticles (10-30 nm), was isolated using gel permeation chromatography (GPC) column technique. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and powder X-ray diffraction (PXRD) identified the purified material as the gibbsite polymorph of aluminum hydroxide. The addition of inorganic salts (e.g., NaCl) induced electrostatic destabilization of the suspension, thereby agglomerating the nanoparticles to yield Al(OH)3 precipitate with large particle sizes. By utilizing the novel synthetic method described here, Al(OH)3 was partially loaded inside the highly ordered mesoporous framework of MCM-41, with average pore dimensions of 2.7 nm, producing an aluminosilicate material with both octahedral and tetrahedral Al (Oh/Td = 1.4). The total Al content, measured using energy-dispersive X-ray spectrometry (EDX), was 11% w/w with a Si/Al molar ratio of 2.9. A comparison of bulk EDX with surface X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) elemental analysis provided insight into the distribution of Al within the aluminosilicate material. Furthermore, a higher ratio of Si/Al was observed on the external surface (3.6) as compared to the bulk (2.9). Approximations of O/Al ratios suggest a higher concentration of Al(O)3 and Al(O)4 groups near the core and external surface, respectively. The newly developed synthesis of Al-MCM-41 yields a relatively high Al content while maintaining the integrity of the ordered silica framework and can be used for applications where hydrated or anhydrous Al2O3 nanoparticles are advantageous.

An ultrafine aluminum hydroxide nanoparticle suspension was prepared via the controlled titration of [Al(H2O)]3+ with L-arginine to pH 4.6 with and without cage-effect confinement within mesoporous channels of MCM-41.

Préparation Facile de particules d&#39;hydroxyde d&#39;aluminium ultrafin avec ou sans MCM-41 mésoporeux dans des environnements ambiants

An aqueous suspension of nanogibbsite was synthesized via the titration of aluminum aqua acid [Al(H2O)6]3+ with L-arginine to pH 4.6. Since the hydrolysis ...

Facet-to-facet Linking of Shape-anisotropic Colloidal Cadmium Chalcogenide Nanostructures

Here, we describe a protocol that allows for shape-anisotropic cadmium chalcogenide nanocrystals (NCs), such as nanorods (NRs) and tetrapods (TPs), to be covalently and site-specifically linked via their end facets, resulting in polymer-like linear or branched chains. The linking procedure begins with a cation-exchange process in which the end facets of the cadmium chalcogenide NCs are first converted to silver chalcogenide. This is followed by the selective removal of ligands at their surface. This results in cadmium chalcogenide NCs with highly reactive silver chalcogenide end facets that spontaneously fuse upon contact with each other, thereby establishing an interparticle facet-to-facet attachment. Through the judicious choice of precursor concentrations, an extensive network of linked NCs can be produced. Structural characterization of the linked NCs is carried out via low- and high-resolution transmission electron microscopy (TEM), as well as energy-dispersive X-ray spectroscopy, which confirm the presence of silver chalcogenide domains between chains of cadmium chalcogenide NCs.

A protocol detailing how shape-anisotropic colloidal cadmium chalcogenide nanocrystals can be covalently linked via their end facets is presented here.

Facet-à-facette reliant des Nanostructures de chalcogénure anisotropie forme colloïdale Cadmium

Here, we describe a protocol that allows for shape-anisotropic cadmium chalcogenide nanocrystals (NCs), such as nanorods (NRs) and tetrapods (TPs), to be ...

Phase Behavior of Charged Vesicles Under Symmetric and Asymmetric Solution Conditions Monitored with Fluorescence Microscopy

Phase-separated giant unilamellar vesicles (GUVs) exhibiting coexisting liquid-ordered and liquid-disordered domains are a common biophysical tool to investigate the lipid raft hypothesis. Numerous studies, however, neglect the impact of physiological solution conditions. On that account, the current work presents the effect of high-salinity buffer and trans-membrane solution asymmetry on liquid-liquid phase separation in charged GUVs grown from dioleylphosphatidylglycerol, egg sphingomyelin, and cholesterol. The effects were studied under isothermal and varying temperature conditions.
We describe equipment and experimental strategies applicable for monitoring the stability of coexisting liquid domains in charged vesicles under symmetric and asymmetric high-salinity solution conditions. This includes an approach to prepare charged multicomponent GUVs in high-salinity buffer at high temperatures. The protocol entails the option to perform a partial exchange of the external solution by a simple dilution step while minimizing the vesicle dilution. An alternative approach is presented utilizing a microfluidic device that allows for a complete external solution exchange. The solution effects on phase separation were also studied under varying temperatures. To this end, we present the basic design and utility of an in-house built temperature control chamber. Furthermore, we reflect on the assessment of the GUV phase state, pitfalls associated with it and how to circumvent them.

Experiments on phase separated giant unilamellar vesicles (GUVs) frequently neglect physiological solution conditions. This work presents approaches to study the effect of high-salinity buffer on liquid-liquid phase separation in charged multicomponent GUVs as a function of trans-membrane solution asymmetry and temperature.

Comportement de phase des vésicules chargées dans des Conditions de Solution symétrique et asymétrique suivies avec la microscopie en Fluorescence

Phase-separated giant unilamellar vesicles (GUVs) exhibiting coexisting liquid-ordered and liquid-disordered domains are a common biophysical tool to ...

Synthesis of Core-shell Lanthanide-doped Upconversion Nanocrystals for Cellular Applications

Lanthanide-doped upconversion nanocrystals (UCNs) have attracted much attention in recent years based on their promising and controllable optical properties, which allow for the absorption of near-infrared (NIR) light and can subsequently convert it into multiplexed emissions that span over a broad range of regions from the UV to the visible to the NIR. This article presents detailed experimental procedures for high-temperature co-precipitation synthesis of core-shell UCNs that incorporate different lanthanide ions into nanocrystals for efficiently converting deep-tissue penetrable NIR excitation (808 nm) into a strong blue emission at 480 nm. By controlling the surface modification with biocompatible polymer (polyacrylic acid, PAA), the as-prepared UCNs acquires great solubility in buffer solutions. The hydrophilic nanocrystals are further functionalized with specific ligands (dibenzyl cyclooctyne, DBCO) for localization on the cell membrane. Upon NIR light (808 nm) irradiation, the upconverted blue emission can effectively activate the light-gated channel protein on the cell membrane and specifically regulate the cation (e.g., Ca2+) influx in the cytoplasm. This protocol provides a feasible methodology for the synthesis of core-shell lanthanide-doped UCNs and subsequent biocompatible surface modification for further cellular applications.

A protocol is presented for the synthesis of core-shell lanthanide-doped upconversion nanocrystals (UCNs) and their cellular applications for channel protein regulation upon near-infrared (NIR) light illumination.

Synthèse de noyau-enveloppe dopé Lanthanide Upconversion nanocristaux pour des Applications cellulaires

Lanthanide-doped upconversion nanocrystals (UCNs) have attracted much attention in recent years based on their promising and controllable optical ...

Cercosporin-Photocatalyzed [4+1]- and [4+2]-Annulations of Azoalkenes Under Mild Conditions

The interest on nitrogen-containing heterocycles has expanded rapidly in the synthetic community since they are important motifs for new drugs. Traditionally, they were synthesized through thermal cycloaddition reactions, whereas today, photocatalysis is preferred due to the mild and efficient conditions. With this focus, a new photocatalytic method for the synthesis of nitrogen-containing heterocycles is highly desired. Here, we report a protocol for the biosynthesis of cercosporin, which could function as a metal-free photocatalyst. We then illustrate cercosporin-photocatalyzed protocols for the synthesis of nitrogen-containing heterocycles 1,2,3-thiadiazoles through annulation of azoalkenes with KSCN, and synthesis of 1,4,5,6-tetrahydropyridazines [4+2] through cyclodimerization of azoalkenes under mild conditions, respectively. As a result, there is a new bridge between the microbial fermentation method and organic synthesis in a mild, cost-effective, environmentally friendly and sustainable manner.

New routes for the synthesis of nitrogen-containing heterocycles utilizing cercosporin as a metal-free photocatalyst were developed.

Cercosporin-Photocatalyzé [4+1]- et [4+2]-Annulations d’Azoalkenes dans des conditions douces

The interest on nitrogen-containing heterocycles has expanded rapidly in the synthetic community since they are important motifs for new drugs. ...

A Femtoliter Droplet Array for Massively Parallel Protein Synthesis from Single DNA Molecules

Advances in spatial resolution and detection sensitivity of scientific instrumentation make it possible to apply small reactors for biological and chemical research. To meet the demand for high-performance microreactors, we developed a femtoliter droplet array (FemDA) device and exemplified its application in massively parallel cell-free protein synthesis (CFPS) reactions. Over one million uniform droplets were readily generated within a finger-sized area using a two-step oil-sealing protocol. Every droplet was anchored in a femtoliter microchamber composed of a hydrophilic bottom and a hydrophobic sidewall. The hybrid hydrophilic-in-hydrophobic structure and the dedicated sealing oils and surfactants are crucial for stably retaining the femtoliter aqueous solution in the femtoliter space without evaporation loss. The femtoliter configuration and the simple structure of the FemDA device allowed minimal reagent consumption. The uniform dimension of the droplet reactors made large-scale quantitative and time-course measurements convincing and reliable. The FemDA technology correlated the protein yield of the CFPS reaction with the number of DNA molecules in each droplet. We streamlined the procedures about the microfabrication of the device, the formation of the femtoliter droplets, and the acquisition and analysis of the microscopic image data. The detailed protocol with the optimized low running cost makes the FemDA technology accessible to everyone who has standard cleanroom facilities and a conventional fluorescence microscope in their own place.

The overall goal of the protocol is to prepare over one million ordered, uniform, stable, and biocompatible femtoliter droplets on a 1 cm2 planar substrate that can be used for cell-free protein synthesis.

Un tableau de gouttelettes femtoliter pour la synthèse massive de protéines parallèles à partir de molécules d’ADN unique

Advances in spatial resolution and detection sensitivity of scientific instrumentation make it possible to apply small reactors for biological and ...

Synthesis of Aptamer-PEI-g-PEG Modified Gold Nanoparticles Loaded with Doxorubicin for Targeted Drug Delivery

Due to drug resistance and toxicity in healthy cells, use of doxorubicin (DOX) has been limited in clinical cancer therapy. This protocol describes the designing of poly(ethylenimine) grafted with polyethylene glycol (PEI-g-PEG) copolymer functionalized gold nanoparticles (AuNPs) with loaded aptamer (AS1411) and DOX through amide reactions. AS1411 is specifically bonded with targeted nucleolin receptors on cancer cells so that DOX targets cancer cells instead of healthy cells. First, PEG is carboxylated, then grafted to branched PEI to obtain a PEI-g-PEG copolymer, which is confirmed by 1H NMR analysis. Next, PEI-g-PEG copolymer coated gold nanoparticles (PEI-g-PEG@AuNPs) are synthesized, and DOX and AS1411 are covalently bonded to AuNPs gradually via amide reactions. The diameter of the prepared AS1411-g-DOX-g-PEI-g-PEG@AuNPs is ~39.9 nm, with a zeta potential of -29.3 mV, indicating that the nanoparticles are stable in water and cell medium. Cell cytotoxicity assays show that the newly designed DOX loaded AuNPs are able to kill cancer cells (A549). This synthesis demonstrates the delicate arrangement of PEI-g-PEG copolymers, aptamers, and DOX on AuNPs that are achieved by sequential amide reactions. Such aptamer-PEI-g-PEG functionalized AuNPs provide a promising platform for targeted drug delivery in cancer therapy.

In this protocol, doxorubicin-loaded AS1411-g-PEI-g-PEG modified gold nanoparticles are synthesized via three-step amide reactions. Then, doxorubicin is loaded and delivered to target cancer cells for cancer therapy.

Synthèse de nanoparticules d’or modifiées Aptamer-PEI-g-PEG chargées de doxorubicine pour l’administration ciblée de médicaments

Due to drug resistance and toxicity in healthy cells, use of doxorubicin (DOX) has been limited in clinical cancer therapy. This protocol describes the ...