This work was supported by the Experiment Station Chemical Laboratories of the University of Missouri, and by the Cystic Fibrosis Association of Missouri.

1. Synthèse de Glycomonomer 2-Lactobionamidoethyl méthacrylamide <ol><li> Dissoudre 2 g d&#39;acide lactobionique dans 3,0 ml de méthanol anhydre et ajouter lentement de l&#39;éthanol absolu dans un sage mode goutte jusqu&#39;à ce que la solution devient simplement nuageux, puis retirer les solvants via rotoévaporation. </li><li> Dissoudre le résidu, de l&#39;étape 1.1, dans 3,0 ml de méthanol anhydre et, une fois de plus, ajouter lentement de l&#39;éthanol absolu jusqu&#39;à tout trouble, puis évaporer les solvants via rotoévaporation. Répéter cette étape trois fois pour obtenir lactobiono-1,5-lactone (1,94 g, rendement de 98%). Ce produit est d&#39;une pureté suffisante pour être utilisé dans les réactions suivantes. </li><li> Ajouter 1,0 g de lactobionolactone dans 3,0 ml de methanol à N - (2-aminoéthyl) méthacrylamide (AEMA, 0,58 g) et de l&#39;éther monométhylique d&#39;hydroquinone (MEHQ, 1,0 mg), un inhibiteur d&#39;auto-polymérisation, dans 2,0 ml de methanol, puis par 1,0 ml de triéthylamine. Agiter à température ambiante pendant 48 h. </li><li> Ajouter 20 ml de H 2 O déminéralisée (DH 2 </sub&gt; O) dans le ballon de réaction, puis retirez le méthanol et de triéthylamine libre par évaporation à sec via rotoévaporation. </li><li> Pour éliminer l&#39;acide lactobionique restant, ajouter 20 ml de dH 2 O, puis passer la solution aqueuse à travers une colonne d&#39;échange d&#39;anions (forme OH -, 10 mm x 20 mm) dans un bécher de réception contenant 1,0 mg de MEHQ. </li><li> Retirer triéthylamine, produite à l&#39;étape 1.5, en évaporant à sec via rotoévaporation. </li><li> Ajouter 20 ml de dH 2 O et retirer réagi AEMA en ajoutant lentement 1 mg aliquotes de résine échangeuse de cations (forme H +) jusqu&#39;à ce qu&#39;il ne ninhydrine matériaux réactifs sont détectables. Surveiller le retrait en prenant 1 pl aliquotes de la solution après chaque addition de résine, en l&#39;appliquant sur une plaque de Chromatographie en couche mince, puis la pulvérisation de la plaque avec un ninhydrine 2% dans une solution d&#39;éthanol. Lorsque aucune couleur bleu profond est observé à se développer lorsque la plaque est chauffée à 90 ° C pendant 1 min, le point final a été atteint. </li><li&gt; filtre la solution à travers un entonnoir en verre fritté, transférer le filtrat dans un tube à essai, congeler l&#39;échantillon à -80 ° C, puis lyophiliser. </li><li> Retirer MEHQ de l&#39;échantillon par dissolution de la matière lyophilisée dans un minimum de méthanol (~ 0,5 ml), puis ajouter de l&#39;acétone anhydre froid (-20 ° C, 15 ml) pour précipiter le produit. Recueillir le précipité par filtration en utilisant un entonnoir en verre fritte, puis sécher le précipité dans un dessiccateur sous vide pour obtenir le 2-méthacrylamide lactobionamidoethyl (LAEMA) sous forme de poudre blanc cassé (0,94 g, rendement de 68%). Ce produit est d&#39;une pureté suffisante pour être utilisé dans les réactions suivantes. </li></ol> 2. Synthèse de monomère 2-Gluconamidoethyl méthacrylamide Note: La préparation de la 2-gluconamidoethyl méthacrylamide (GAEMA), qui ne possède pas un sucre pendentif, a été adapté à partir d&#39;une méthode publiée 15. <ol><li> Ajouter 2,0 g de AEMA dissous dans 10 ml de methanol à une solutionde D-gluconolactone (1,6 g) dans 30 ml de methanol et, sous agitation, ajouter lentement 1,6 ml de triéthylamine. </li><li> Agiter le mélange réactionnel à température ambiante pendant 24 h. </li><li> Filtrer le produit précipité à l&#39;aide d&#39;un entonnoir en verre fritté et rincer le précipité trois fois avec 10 ml chacune d&#39;isopropanol, puis laver avec 10 ml d&#39;acétone. Sécher le produit précipité dans un dessiccateur sous vide. </li></ol> 3. RAFT glycopolymère Synthèse <ol><li> Pour retirer le MEHQ présent dans N commercial inhibiteur - (2-hydroxyéthyl) acrylamide (HEAA), ajouter 1 ml de HEAA dans un tube de microcentrifugation de 2 ml, puis on ajoute 0,5 g de nanoparticules d&#39;oxyde d&#39;aluminium. Centrifuger le tube à 300 g pendant 30 sec, et d&#39;utiliser la couche supérieure HEAA dans la réaction suivante. </li><li> Ajouter avec précaution 32,8 mg de LAEMA (70,0 pmol), 1,7 mg de AEMA (10,5 pmol) et 27,5 ul de HEAA (270 pmol), le tout dissous dans 0,4 ml de dH 2 O, dans un tube de Schlenk de 1 ml bien nettoyé, ainsi ayant une Monomer rapport molaire de 20: 3: 77. </li><li> Dans une réaction parallèle, afin de produire des polymères de contrôle qui ne possèdent pas de sucre pendentif, au lieu d&#39;utiliser LAEMA à l&#39;étape 3.2, substituer 21,4 mg de GAEMA (70,0 pmol) dans la réaction. </li><li> Pour le tube de Schlenk respective (ie, 3.2 ou 3.3), ajouter successivement 50 ul de DMF contenant 0,53 mg de (acide 4-cyanopentanoïque) -4-dithiobenzoate (1,9 pmol, l&#39;agent RAFT), et 50 pi de DMF contenant 250 ug de 4,4-azobis- (acide 4-cyanovalérique) (0,9 pmol, initiateur). Mélanger délicatement par tapotement des doigts. </li><li> Congeler le contenu contenues dans le tube de Schlenk employant une glace sèche: bain d&#39;éthanol (75 g de glace sèche dans 100 ml d&#39;éthanol), appliquer un vide au sein de 10-50 mTorr, puis fermez le robinet de Schlenk et permettre la solution de décongeler lentement à température ambiante . Répétez ce cycle gel-dégel évacuer deux fois de plus. Veiller à ce que tous les réactifs sont dissous après le dernier dégel. </li><li> Placez le tube de Schlenk dans un ba plastique refermableg, évacuer l&#39;air du sac, puis le sceller. Transférer le sac contenant le tube de Schlenk à un bain d&#39;eau préchauffé à 70 ° C et incuber pendant 24 heures. </li><li> Transférer avec précaution la solution dans le tube de Schlenk dans un sac de dialyse prêt (MWCO = 3,500), et on dialyse contre dH 2 O (2 x 10 L) pendant 24 heures, en changeant la dH 2 O toutes les heures pendant les 8 premières heures. Après dialyse, transférer l&#39;échantillon du tube de dialyse dans un tube à essai, congeler l&#39;échantillon à -80 ° C, puis il lyophiliser. </li></ol> Remarque: La résultante statistique poly-méthacrylamide / acrylamide (PMA) des copolymères contenant pendentif 4- O -β-D-galactopyranosyl-D-gluconamide (lactobionamide) (de l&#39;étape 3.2) ou D-gluconamide (de l&#39;étape 3.3), respectivement, sont obtenu. Pour la commodité de la discussion, ces deux glycopolymères sont abrégés comme PMA-LAEMA et PMA-GAEMA, respectivement. 4. Post-modification de glycopolymères avec des fluorophores </p&gt; <ol><li> Dissoudre 5,0 mg de glycopolymère PMA-LAEMA ou PMA-GAEMA contenant ~ 0,9 umoles de groupes fonctionnels de type amine primaire dans 0,9 ml de solution saline tamponnée au phosphate (PBS, phosphate de sodium 0,1 M, 0,15 M de NaCl, pH 7,5), respectivement. </li><li> Ajouter lentement 0,6 mg d&#39;ester de succinimidyle de carboxyfluorescéine dans 100 pi de DMF à la solution sous agitation rapide. Incorporer délicatement les réactions pendant 16 heures dans l&#39;obscurité à la température ambiante. </li><li> Bien protégé de la lumière, de charger l&#39;échantillon dans un tube de dialyse prêt (MWCO = 3,500) et dialyser contre dH 2 O (2 L) pendant 16 heures, en changeant la solution de dialyse toutes les heures pour les 8 premières heures. Après dialyse, transférer l&#39;échantillon du tube de dialyse dans un tube à essai, congeler l&#39;échantillon à -80 ° C, puis il lyophiliser. </li></ol> Remarque: la suite de la lyophilisation, glycopolymères fluorescentes PMA-LAEMA-fluorescéine et PMA-GAEMA-fluorescéine, respectivement, sont obtenues. 5. Caractérisation de la Glycopolymères <ol><li> Calculer le nombre moyen de poids moléculaire (M n), le poids moléculaire moyen (M w) de poids et la dispersité (Mw / Mn) des glycopolymères sur un système de CLHP commercial équipé d&#39;une Chromatographie par permeation de gel (GPC) logiciel, un GPC colonne convenable pour le poids moléculaire d&#39;intérêt, et un détecteur d&#39;indice de réfraction, en utilisant 0,1 M de tampon Tris / 0,1 M de chlorure de sodium (pH 7) comme éluant à un débit de 0,6 ml / min 14 d&#39;écoulement. Utiliser les normes de polyéthylèneglycol comme étalons de poids moléculaire (PM: 200-1,200,000 g / mol). </li><li> Quantifier les concentrations réelles de groupes fonctionnels amine primaire dans les glycopolymères 16. Analyser la teneur totale en glucides des glycopolymères synthétisés selon une méthode publiée 17. </li><li> Effectuer des essais de composition de structure et la pureté du glycomonomers LAEMA, GAEMA et glycopolymères PMA-LAEMA, PMA-GAEMA dans D 2 O par spectroscopie RMN 14. </li></ol> 6. Les essais de liaison de l&#39;glycopolymères synthétiques avec lectine billes revêtues d&#39;agarose <ol><li> Ajouter 1,5 ml de PBS à 50 pi de suspension de Erythrina lectine (ECL) des billes d&#39;agarose revêtues d&#39;crista-galli, centrifuger à 300 g pendant 1 min, et soigneusement enlever et éliminer le surnageant. Répétez cette étape deux fois, puis remettre en suspension les perles dans 0,5 ml de PBS. </li><li> Ajouter 3 pg de PMA-LAEMA-fluorescéine ou PMA-GAEMA-fluorescéine (contrôle négatif) dans 6 pi de PBS à la suspension des perles, et incuber les mélanges, dans l&#39;obscurité, à température ambiante pendant 1 h. </li><li> Laver les mélanges avec 1,5 ml de PBS trois fois et les billes de remettre en suspension dans 0,2 ml de PBS. Chargez une aliquote (4 pi) dans un puits sur une lame immunofluorescence de microscope (revêtement téflon), couvrir avec une lamelle, et d&#39;observer par microscopie de fluorescence à l&#39;aide d&#39;un filtre FITC (excitation longueur d&#39;onde: 467-498 nm, longueur d&#39;émission: 513- 566 nm) et un objectif 10X pour examiner la liaison de til fluorescent glycopolymères avec les billes 14. </li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

Un protocole facile et efficace pour glycopolymères fluorescentes à base de RAFT tri-composant, avec et sans un glucide pendentif, et leur utilisation dans un test de lectine de liaison, est démontré dans ce rapport. Le protocole commence avec la préparation de glycomonomers LAEMA et GAEMA. Grâce à un RAFT contrôlée copolymérisation en une étape, avec un rendement reproductible glycopolymères, la composition de monomères et prévisible faible dispersité, sont obtenus. Après post-modification de glycopolymères avec ester carboxyfluorescéine succinimidyl, la liaison de l&#39;glycopolymère marqué par fluorescence respective résultant est facilement vérifiable pour sa spécificité de la lectine de liaison. Dans les étapes de préparation initiale des glycomonomers qui doivent être utilisés dans les synthèses ultérieures de glycopolymère, l&#39;acide lactobionique facilement disponibles et ont été utilisés gluconolactone. En théorie, tous les glucides de l&#39;intérêt, de monosaccharides à oligosaccharides complexes, peuvent être converted pour glycomonomers en conjuguant le sucre cible sur le groupe hydroxyle primaire en C6 de glucose. À la suite de l&#39;oxydation du résidu de la réduction du glucose, et sa déshydratation subséquente à une lactone, le produit peut ensuite être facilement mis à réagir avec l&#39;aminé primaire sur AEMA pour former le glycomonomer correspondant. D&#39;autres exemples de cette route peut être vu dans un récent rapport 14. Il convient de noter que, avant d&#39;entreprendre toute étape de polymérisation, MEHQ, un inhibiteur de polymérisation efficace, doit être retiré de toutes les préparations de monomères et glycomonomer juste avant l&#39;utilisation. Cela est aisément réalisé en utilisant le minimum de méthanol pour dissoudre le glycomonomer qui possède MEHQ puis traiter immédiatement avec de l&#39;acétone à -20 ° C pour précipiter le produit exempt d&#39;inhibiteur avec un rendement élevé. Essentiel dans tout régime de polymérisation radicalaire, attention au détail et des puretés monomères sont mis en évidence. Comme il est typique d&#39;un système de polymérisation RAFT, il consiste àune source de radicaux, un agent de RAFT, un monomère et de solvant. Dans cette présentation visualisées, un système de polymérisation RAFT en une seule étape est décrite qui met l&#39;accent sur la production de copolymères statistiques générées à partir d&#39;un mélange réactionnel possédant trois monomères différents dans une solution aqueuse. Deux réactions de RAFT médiée par différents sont présentés dans lequel une glycomonomer utilise une suspension qui possède une, extrémité non réductrice d&#39;hydrate de carbone (par exemple, β-D-galactose), et l&#39;autre, possédant un polyol sans résidu hydrate de carbone lié. Commun aux deux réactions à médiation étaient RAFT des monomères possédant un groupe hydroxyle unique qui sert de molécule d&#39;espacement, et un autre possédant une amine libre de post-modification avec un fluorophore amino-réactif. Puisque la présence d&#39;oxygène dans le mélange de réaction et de l&#39;environnement est préjudiciable à la polymérisation RAFT médiation, son retrait de retracer les niveaux est facilement réalisée via plusieurs épisodes de gel-evaCuate-dégel cycles tout en maintenant le récipient de réaction en tube de Schlenk sous vide poussé. Il convient de noter que le rapport molaire de monomères différents dans la réaction peut être ajustée selon les besoins. En outre, en faisant varier la quantité d&#39;agent RAFT utilisé, la longueur des polymères obtenus peut être contrôlée 18. Cependant, le rapport molaire de l&#39;agent de RAFT à l&#39;initiateur doit toujours être supérieure à deux pour assurer la faible polydispersité du produit. Dans ces conditions, l&#39;évolution de la copolymérisation est stable, et la reproductibilité de la réaction est très élevée. Cela étant dit, il est peu probable que l&#39;on obtient une répartition totalement uniforme de tous les monomères participant à l&#39;intérieur d&#39;un copolymère statistique, en raison de leur vitesse de polymérisation différents. La caractérisation de la distribution des différents monomères dans le polymère est encore très difficile. Le procédé de post-modification, présentée ici, est à la fois plus simple et plus amenable à l&#39;utilisation d&#39;un plus grand choix de marqueurs fluorescents, par rapport à d&#39;autres protocoles appliqués aux glycopolymères d&#39;étiquettes 2,11. Celles-ci comprennent la plupart des fluorophores réagissant avec les amines solubles dans l&#39;eau, les points quantiques, biotine, et autres. Les spécificités de liaison des glycopolymères, marqués synthétisés sont facilement vérifiables utilisent lectines avec les affinités de liaison connus. PMA-GAEMA possédant pas de sucre pendentif est un contrôle négatif approprié. Glycopolymères avec différentes étiquettes fluorescentes préparés par cette voie ont été utilisés avec succès dans les enquêtes de la lectine à médiation bactérienne liaison 14. Comme présenté, cette préparation facile et efficace de glycopolymères fluorescentes statistiques devrait fournir un grand potentiel pour une grande variété de la recherche glycobiological.

Dans les deux dernières décennies, des enquêtes avec glycopolymères synthétiques ont connu un développement lent mais continu, ce qui démontre un potentiel important dans l&#39;examen des mécanismes infectieuses telles que la recherche qui se concentre sur la reconnaissance lectine traite 1-3. Depuis glycopolymères synthétiques possédant des fragments de sucre polyvalents présentent beaucoup plus élevés efficacités de lectine de liaison, par rapport aux glucides monovalents, ils sont d&#39;une grande demande dans le domaine de la glycobiologie 3. D&#39;un intérêt particulier dans la recherche clinique est l&#39;utilisation de glycopolymères fluorescents pour caractériser la liaison avec des glucides disponibles sur la surface des cellules respiratoires humaines et glycoprotéine muqueuse bactérienne de lectine-médiation. Début des études in vitro utilisé commercialement disponibles glycopolymères base de polyacrylamide dans des tests de liaison bactériennes. Plusieurs de ces sondes ont montré des résultats prometteurs, mais ont soulevé des préoccupations concernant les écarts, facilité d&#39;obtention, et lot-à-lot à la fois polpoids moléculaire Ymer et le contenu de glycoepitope. Un protocole économique en laboratoire a été élaboré qui donnerait pour un contrôle satisfaisant de la teneur en structure, la taille, et la pureté de glycopolymères synthétiques ciblant lectines bactériennes. A la recherche d&#39;une approche synthétique appropriée à glycopolymères, une technique relativement nouvelle de polymérisation a été testé en utilisant un type de polymérisation radicalaire contrôlée qui employait réversible par addition-fragmentation de transfert de chaîne (RAFT) 4 agents. Ces réactifs RAFT ont été récemment utilisé dans quelques préparations glycopolymère 5-7. Par rapport aux autres protocoles de préparation de glycopolymère, des polymérisations RAFT médiée démontrent plusieurs avantages, y compris la tolérance à une variété de structures monomères et les conditions de réaction, la compatibilité potentielle avec des solutions aqueuses, et une faible dispersité de taille des produits polymères souhaités 8,9. D&#39;intérêt considérable existe des protocoles pour la préparation du RAFT-baglycopolymères tri-composant SED, permettant le contrôle des compositions de monomères différents, dont chacun peut avoir des fonctions distinctes 10-13. Cependant, la plupart des travaux de recherche antérieurs soit manqué anomériques hydrates de carbone pendants 10, ou employer intensifié polymérisations en résultent dans les copolymères tri-séquencés, qui se composent d&#39;homopolymères liés de manière covalente, qui servent souvent des fins différentes de celles des polymères statistiques qui sont des copolymères dans lesquels la séquence de monomère résidus suivent une règle statistique 9-13. Récemment, en utilisant le composé du RAFT thiocarbonylthio (acide 4-cyano pentanoïque) -4-dithiobenzoate dans un environnement aqueux, la préparation d&#39;un groupe de RAFT repose-glycopolymères statistiques tri-composant linéaires contenant des sucres suspensions spécifiques et leur application à la lectine à médiation par la liaison bactérienne des tests ont été signalés 14. L&#39;objectif global de cette méthode, présentée d&#39;une manière visuelle, est de préparer trois composantsglycopolymères fluorescentes statistiques via copolymérisation RAFT-contrôlée. En raison de la facilité du protocole de polymérisation en une seule étape, le contrôle précis sur la longueur et des compositions de polymères, et la grande reproductibilité de la réaction, ce protocole peut être facilement appliquée à d&#39;autres synthèses sur la base de RAFT-glycopolymères avec structures désirées.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td colspan="4">Reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lactobionic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>153516</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-Gluconolactone&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>G2164</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-(2-hydroxyethyl) acrylamide (HEAA)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>697931</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Orange II sodium salt</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>O8126</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydroquinone monomethyl ether (MEHQ)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>54050</td>
			<td>Polymerization inhibitor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-(2-aminoethyl) methacrylamide hydrochloride (AEMA)</td>
			<td>Polysciences, Inc</td>
			<td>24833-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triethylamine</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP-616</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anion-exchange resin IRN-78 hydroxide-form, 80 mesh</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>10343-U</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cation-exchange resin 50Wx8, 200 mesh</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>217514</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminum oxide, ~150 mesh&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A1522</td>
			<td>Type WN-6, Neutral, Activity Grade Super I</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ninhydrin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>N4876</td>
			<td>An ethanol solution of 0.2 % ninhydrin was used in the test</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-Cyano-4-(phenylcarbonothioylthio)pentanoic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>722995</td>
			<td>RAFT agent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4,4&#8242;-Azobis(4-cyanovaleric acid)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>11588</td>
			<td>Polymerization initiator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carboxyfluorescein succinimidyl ester&#160;</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>C1157</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Erythrina Cristagalli lectin coated agarose bead</td>
			<td>Vector Laboratorie</td>
			<td>AL-1143&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="4">Solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>dH2O</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Produced by Barnstead water purification system, 18 megOhm-cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropanol</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A461-4</td>
			<td>ACS grade or better</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A454-4</td>
			<td>ACS grade or better</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Absolute ethanol</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP2818-100</td>
			<td>ACS grade or better</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethylformamide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>22705</td>
			<td>ACS grade or better</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A929-4</td>
			<td>ACS grade or better</td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="4">Equipment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dialysis membrane (MWCO: 3,500)</td>
			<td>Spectrum Labs</td>
			<td>132720</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylene glycol analytical standard standard</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>O2393</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Schlenk tube, 1 mL</td>
			<td>Quark Glass</td>
			<td></td>
			<td>Customized</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TSK-GEL G4000 PWxl&#160;</td>
			<td>Tosoh Bioscience&#160;</td>
			<td>8022</td>
			<td>Used for GPC analysis of the glycopolymers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Empower 3 with GPC/SEC package</td>
			<td>Waters Corporation</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Waters Alliance HPLC system&#160;</td>
			<td>Waters Corporation</td>
			<td></td>
			<td>Equipped with refractive index detector (Waters 2414) and fluorescence detector (Waters 2475)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Avance III 800 MHz NMR Spectrometer</td>
			<td>Brucker Corporation</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BX43 fluorescence microscope</td>
			<td>Olympus Corporation</td>
			<td></td>
			<td>Used with FITC filter in the glycopolymer binding test</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotavap / Rotoevaporator</td>
			<td>Heidolph</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fritted disc funnel</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>10-310-109</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lyophilizer</td>
			<td>Labconco</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Immunofluorescence microscope slide</td>
			<td>Polysciences</td>
			<td>18357-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Revco Ultima Plus -80C Freezer</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic Vacuum Bag and Hand Pump</td>
			<td>Ziploc</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum Pump, Direct Drive, Maxima C Plus</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum Gauge</td>
			<td>Sargent-Welch</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

facile and efficient preparation of tri-component fluorescent glycopolymers via raft-controlled polymerization

Glycopolymères synthétiques sont des outils instrumentaux et polyvalents utilisés dans divers domaines de recherche biochimiques et biomédicales. Un exemple d&#39;une synthèse facile et efficace de glycopolymères statistiques fluorescentes bien contrôlée à l&#39;aide réversible par addition-fragmentation de transfert de chaîne (RAFT) à base de polymérisation est mise en évidence. La synthèse commence par la préparation de 2-glycomonomer lactobionamidoethyl méthacrylamide contenant un β-galactose obtenu par réaction de lactobionolactone et N - (2-aminoéthyl) méthacrylamide (AEMA). 2-méthacrylamide Gluconamidoethyl (GAEMA) est utilisé comme un analogue structural dépourvu de β-galactoside terminal. La réaction de copolymérisation RAFT médiée par suite comprend trois monomères différents: N - (2-hydroxyéthyl) acrylamide comme espaceur, AEMA comme cible pour de plus amples marquage par fluorescence, et les glycomonomers. Tolérant des systèmes aqueux, l&#39;agent de RAFT utilisé dans la réaction est de (acide 4-cyano pentanoïque) -4-dithiobenzoate.Low dispersités (≤1.32), des compositions de copolymères prévisibles, et une grande reproductibilité des polymérisations ont été observés parmi les produits. Les polymères fluorescents sont obtenus en modifiant les glycopolymères avec l&#39;ester de succinimidyle de carboxyfluorescéine ciblant les groupes fonctionnels de type amine primaire sur AEMA. spécificités de liaison de lectine des glycopolymères résultent sont vérifiées par l&#39;essai avec des perles d&#39;agarose correspondants revêtus de glycoepitope reconnaissant lectines spécifiques. En raison de la facilité de la synthèse, le contrôle serré des compositions de produits et la bonne reproductibilité de la réaction, ce protocole peuvent être traduits vers la préparation d&#39;autres glycopolymères base-RAFT avec des structures et des compositions spécifiques, comme souhaité.

Synthèse de glycomonomer L&#39;acide lactobionique a été utilisé ici comme exemple pour la préparation de glycomonomers. En utilisant des méthodes dans le rapport initial sur la synthèse de LAEMA 11, les rendements variés dans la préparation d&#39;une pureté insatisfaisante ont été observés. Le procédé de purification modifié en utilisant des résines échangeuses de cations et d&#39;anions pour éliminer la matière de départ qui n&#39;a pas réagi offert le rendement du produit stable et de haute pureté, ce qui est confirmé par 1 H et 13 spectroscopie RMN C (figure 1). La synthèse de glycopolymère RAFT et post-modification de glycopolymères avec des fluorophores A la différence des blocs-glycopolymères préparés par des polymérisations RAFT en gradins, ce protocole de copolymérisation en une seule étape offre une distribution de glycomonomer uniforme tout au long de la chaîne principale du polymère. Les glycopolymères présentés ici contiennent 20% en moles de glycomonomer, 77% en moles de HEAA comme un élément d&#39;espacement, et 3% en moles d&#39;AEMA en tant que cible pour le post-modifications (voir figure 2). 1 H et 13 spectroscopie C-RMN ont confirmé les structures des PMA-LAEMA et PMA-GAEMA (figures 3 et 4). Comme le montre la Figure 5, lorsque comploté contre les profils d&#39;élution de CPG de la glycopolymère synthétisé sans RAFT, deux PMA-LAEMA et PMA-GAEMA ont de faibles dispersités, preuve de l&#39;efficacité de l&#39;approche de RAFT. Comme prévu, PMA-GAEMA a une M n inférieure à celle du PMA-LAEMA en raison de l&#39;absence de PMA-GAEMA d&#39;un sucre suspension. L&#39;analyse des hydrates de carbone et des groupes fonctionnels de type amine primaire contenu des glycopolymères RAFT a révélé que le rapport des monomères dans les glycopolymères sur les produits est en accord avec le rapport stoechiométrique de départ monomères mis en oeuvre dans la réaction de polymérisation RAFT médiation (tableau 1). Cela signifie un contrôle serré de la compositio de monomèrens dans les glycopolymères synthétisés, comme prévu. La réaction de groupes fonctionnels amine primaire avec des fluorophores activés est une technique largement utilisée dans l&#39;étiquetage de protéine. Cette technique a été utilisée ici pour identifier les glycopolymères purifiés avec carboxyfluorescéine. Après post-modification, polymères fluorescents ont été obtenues (figure 6). Aucune dégradation des polymères marquées à la fluorescéine dans la réaction a été détectée par analyse par GPC (données non présentées). Reliure tests des glycopolymères synthétiques avec des perles d&#39;agarose lectine-enduit Pour évaluer la spécificité de la lectine de liaison des glycopolymères synthétisées, des billes d&#39;agarose lectine couché avec la spécificité de liaison de glucides connue a été utilisé. Erythrina lectine de crista-galli (ECL), utilisé dans les expériences, a une spécificité de liaison vers β-D-galactoside. Figure 7A montre clairement que PMA-LAEMA-Flfluorescéine, qui contient des β-D-galactoside en tant que suspension d&#39;hydrate de carbone, présente une forte liaison à la lectine ECL. En revanche, la liaison à la ECL du glycopolymère PMA-GAEMA-fluorescéine, qui ne possède pas un sucre suspension négative, est représentée sur la figure 7B. Ce résultat illustre l&#39;efficacité de liaison et l&#39;affinité de l&#39;glycopolymère fluorescente synthétisé. <img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig1.jpg" /> Figure 1. Assigné 1 H- (a) et 13 C-RMN (b) spectres (D 2 O) pour LAEMA. (Ce chiffre a été modifié depuis Wang et al. 14) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig1large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> &lt;p class = &quot;jove_content&quot; fo: keep-together.within-page = &quot;always&quot;&gt; <img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig2.jpg" /> Figure 2. Représentation schématique de la synthèse de glycopolymère fluorescente PMA-LAEMA contenant β-galactoside que le sucre de pendentif. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig2large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît, cliquez ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> <img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig3.jpg" /> Figure 3. Assigné 1 H- (A) et 13 C-RMN (B) spectres (D 2 O) pour PMA-LAEMA glycopolymère. (Ce chiffre a été modifié depuis Wang et al. 14) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig3large.jpg" target="_blank">Plaidoyer</a>SE Cliquez ici pour voir une version plus grande de cette figure. <img alt="Figure 4" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig4.jpg" /> Figure 4. Assigné 1 H- (A) et 13 C-RMN (B) spectres (D 2 O) pour PMA-GAEMA. (Ce chiffre a été modifié depuis Wang et al. 14) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig4large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.</a> <img alt="Figure 5" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig5.jpg" /> Figure 5. Gel traces de chromatographie de perméation de base-RAFT PMA-GAEMA et PMA-LAEMA préparés avec et sans l&#39;aide de l&#39;agent RAFT. Contrairement à la PMA-LAEMA préparé sans agent de RAFT (bleu), RAFT-<html> PMA-LAEMA basé (vert) a une dispersité beaucoup plus faible (M w / M n). Base-RAFT PMA-GAEMA (rouge) et PMA-LAEMA avoir des profils similaires GPC, mais l&#39;ancien a une plus petite M n raison de l&#39;absence de sucres pendants. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig4large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît, cliquez ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> <img alt="Figure 6" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig6.jpg" /> Figure 6. PMA-LAEMA avant et après post-modification avec fluorophore. (A) Par rapport à blanc glycopolymère non marqué (tube de gauche), marqué à la fluorescéine PMA-LAEMA montre une forte coloration jaune (tube à droite). (B) sous UV, non marqué PMA-LAEMA (tube de gauche, 1 mg / ml dans PBS) est sombre et présente avec aucune fluorescence, alors que PMA-LAEMA marqué à la fluorescéine (tube de droite, 1 mg / ml dans PBS) spectacles forte fluorescence verte.: //www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig4large.jpg &quot;Target =&quot; _ blank &quot;&gt; S&#39;il vous plaît cliquez ici pour voir une version plus grande de cette figure. <img alt="Figure 7" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig7.jpg" /> Figure 7. Erythrina crista-galli lectine (ECL) perles revêtues d&#39;agarose lient β-D-galactoside contenant glycopolymères, et non pas ceux ne possédant pas un sucre pendentif. (A) PMA-LAEMA-fluorescéine (3 pg) ont montré une forte liaison avec ECL , alors que dans (B) PMA-GAEMA-fluorescéine, qui ne possède aucun résidu suspensions β-D-galactoside, a montré aucune liaison avec les perles de lectine-enduit. Barre d&#39;échelle = 100 um. Tableau 1. Valeurs ciblant un des paramètres de synthèse et des compositions réelles des glycopolymères. A) Ciblage des valeurs, quion souhaite des produits; b) DP, degré de polymérisation; c) NA, pas disponible. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig4large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquez ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody style="vertical-align:middle;text-align:center"><tr><td style="width:120px"></td><td style="width:40px"> DP b </td><td style="width:70px"> Dispersité </td><td style="width:120px"> Contenu réel de glycomonomers mol% </td><td> Contenu réel d&#39;amine primaire mol% </td></tr><tr><td> Ciblage des valeurs </td><td> 100 </td><td> &lt;1,3 </td><td> 20 </td><td> 3 </td></tr><tr><td> PMA-LAEMA </td><td> 99 </td><td> 1.26 </td><td> 19 </td><td> 3.2 </td></tr><tr><td> PMA-GAEMA </td><td> 89 </td><td> 1.32 </td><td> NA c </td><td> 2.7 </td></tr></tbody></table>

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Facile and Efficient Preparation of Tri-component Fluorescent Glycopolymers via RAFT-controlled Polymerization

An efficient, three-step synthesis of RAFT-based fluorescent glycopolymers, consisting of glycomonomer preparation, copolymerization, and post-modification, is demonstrated. This protocol can be used to prepare RAFT-based statistical glycopolymers with desired structures.

Préparation Facile et efficace de glycopolymères fluorescentes Tri-composants par polymérisation RAFT-contrôlée

Synthetic glycopolymers are instrumental and versatile tools used in various biochemical and biomedical research fields. An example of a facile and ...

facile-efficient-preparation-tri-component-fluorescent-glycopolymers

Research

JoVE Journal

Chemistry

9.6K vues.  University of Missouri. An efficient, three-step synthesis of RAFT-based fluorescent glycopolymers, consisting of glycomonomer preparation, copolymerization, and post-modification, is demonstrated. This protocol can be used to prepare RAFT-based statistical glycopolymers with desired structures.

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Facile Preparation of Internally Self-assembled Lipid Particles Stabilized by Carbon Nanotubes

We present a facile method to prepare nanostructured lipid particles stabilized by carbon nanotubes (CNTs). Single-walled (pristine) and multi-walled (functionalized) CNTs are used as stabilizers to produce Pickering type oil-in-water (O/W) emulsions. Lipids namely, Dimodan U and Phytantriol are used as emulsifiers, which in excess water self-assemble into the bicontinuous cubic Pn3m phase. This highly viscous phase is fragmented into smaller particles using a probe ultrasonicator in presence of conventional surfactant stabilizers or CNTs as done here. Initially, the CNTs (powder form) are dispersed in water followed by further ultrasonication with the molten lipid to form the final emulsion. During this process the CNTs get coated with lipid molecules, which in turn are presumed to surround the lipid droplets to form a particulate emulsion that is stable for months. The average size of CNT-stabilized nanostructured lipid particles is in the submicron range, which compares well with the particles stabilized using conventional surfactants. Small angle X-ray scattering data confirms the retention of the original Pn3m cubic phase in the CNT-stabilized lipid dispersions as compared to the pure lipid phase (bulk state). Blue shift and lowering of the intensities in characteristic G and G&#39; bands of CNTs observed in Raman spectroscopy characterize the interaction between CNT surface and lipid molecules. These results suggest that the interactions between the CNTs and lipids are responsible for their mutual stabilization in aqueous solutions. As the concentrations of CNTs employed for stabilization are very low and lipid molecules are able to functionalize the CNTs, the toxicity of CNTs is expected to be insignificant while their biocompatibility is greatly enhanced. Hence the present approach finds a great potential in various biomedical applications, for instance, for developing hybrid nanocarrier systems for the delivery of multiple functional molecules as in combination therapy or polytherapy.

We report on a smart application of carbon nanotubes for kinetic stabilization of lipid particles that contain self-assembled nanostructures in their cores. The preparation of lipid particles requires rather low concentrations of carbon nanotubes permitting their use in biomedical applications such as drug delivery.

Préparation Facile d&#39;intérieur auto-assemblées particules lipides stabilisés par des nanotubes de carbone

We present a facile method to prepare nanostructured lipid particles stabilized by carbon nanotubes (CNTs). Single-walled (pristine) and multi-walled ...

Recherche

Chimie

Facile Preparation of 4-Substituted Quinazoline Derivatives

Reported in this paper is a very simple method for direct preparation of 4-substituted quinazoline derivatives from a reaction between substituted 2-aminobenzophenones and thiourea in the presence of dimethyl sulfoxide (DMSO). This is a unique complementary reaction system in which thiourea undergoes thermal decomposition to form carbodiimide and hydrogen sulfide, where the former reacts with 2-aminobenzophenone to form 4-phenylquinazolin-2(1H)-imine intermediate, whilst hydrogen sulfide reacts with DMSO to give methanethiol or other sulfur-containing molecule which then functions as a complementary reducing agent to reduce 4-phenylquinazolin-2(1H)-imine intermediate into 4-phenyl-1,2-dihydroquinazolin-2-amine. Subsequently, the elimination of ammonia from 4-phenyl-1,2-dihydroquinazolin-2-amine affords substituted quinazoline derivative. This reaction usually gives quinazoline derivative as a single product arising from 2-aminobenzophenone as monitored by GC/MS analysis, along with small amount of sulfur-containing molecules such as dimethyl disulfide, dimethyl trisulfide, etc. The reaction usually completes in 4-6 hr at 160 &#186;C in small scale but may last over 24 hr when carried out in large scale. The reaction product can be easily purified by means of washing off DMSO with water followed by column chromatography or thin layer chromatography.

A protocol for facile preparation of 4-substituted quinazoline derivatives from 2-aminobenzophenones, thiourea and dimethyl sulfoxide is presented.

Préparation Facile de dérivés quinazoline 4-substitué

Reported in this paper is a very simple method for direct preparation of 4-substituted quinazoline derivatives from a reaction between substituted ...

Facile Synthesis of Worm-like Micelles by Visible Light Mediated Dispersion Polymerization Using Photoredox Catalyst

Presented herein is a protocol for the facile synthesis of worm-like micelles by visible light mediated dispersion polymerization. This approach begins with the synthesis of a hydrophilic poly(oligo(ethylene glycol) methyl ether methacrylate) (POEGMA) homopolymer using reversible addition-fragmentation chain-transfer (RAFT) polymerization. Under mild visible light irradiation (&#955; = 460 nm, 0.7 mW/cm2), this macro-chain transfer agent (macro-CTA) in the presence of a ruthenium based photoredox catalyst, Ru(bpy)3Cl2 can be chain extended with a second monomer to form a well-defined block copolymer in a process known as Photoinduced Electron Transfer RAFT (PET-RAFT). When PET-RAFT is used to chain extend POEGMA with benzyl methacrylate (BzMA) in ethanol (EtOH), polymeric nanoparticles with different morphologies are formed in situ according to a polymerization-induced self-assembly (PISA) mechanism. Self-assembly into nanoparticles presenting POEGMA chains at the corona and poly(benzyl methacrylate) (PBzMA) chains in the core occurs in situ due to the growing insolubility of the PBzMA block in ethanol. Interestingly, the formation of highly pure worm-like micelles can be readily monitored by observing the onset of a highly viscous gel in situ due to nanoparticle entanglements occurring during the polymerization. This process thereby allows for a more reproducible synthesis of worm-like micelles simply by monitoring the solution viscosity during the course of the polymerization. In addition, the light stimulus can be intermittently applied in an ON/OFF manner demonstrating temporal control over the nanoparticle morphology.

This article describes a process for producing polymeric self-assembled nanoparticles using visible light mediated dispersion polymerization. Using low energy visible light to control the polymerization allows for the reproducible formation of self-assembled worm-like micelles at high solids content.

Synthèse Facile de micelles Worm-like par lumière visible Mediated Dispersion Polymérisation En utilisant photoredox Catalyst

Presented herein is a protocol for the facile synthesis of worm-like micelles by visible light mediated dispersion polymerization. This approach begins ...

Anionic Polymerization of an Amphiphilic Copolymer for Preparation of Block Copolymer Micelles Stabilized by &#960;-&#960; Stacking Interactions

In this study, an amphiphilic copolymer that includes a core-forming block with phenyl groups was synthesized by living anionic polymerization of phenyl glycidyl ether (PheGE) on methoxy-polyethylene glycol (mPEG-b-PPheGE). Characterization of the copolymer revealed a narrow molecular distribution (PDI &#60; 1.03) and confirmed the degree of polymerization of mPEG122-b-(PheGE)15. The critical micelle concentration of the copolymer was evaluated using an established fluorescence method with the aggregation behavior evaluated by dynamic light scattering and transmission electronic microscopy. The potential of the copolymer for use in drug delivery applications was evaluated in a preliminary manner including in vitro biocompatibility, loading and release of the hydrophobic anti-cancer drug doxorubicin (DOX). A stable micelle formulation of DOX was prepared with drug loading levels up to 14% (wt%), drug loading efficiencies &#62; 60% (w/w) and sustained release of drug over 4 days under physiologically relevant conditions (acidic and neutral pH, presence of albumin). The high drug loading level and sustained release is attributed to stabilizing &#960;-&#960; interactions between DOX and the core-forming block of the micelles.

Anionic Polymerization of an Amphiphilic Copolymer for Preparation of Block Copolymer Micelles Stabilized by &amp;#960;-&amp;#960; Stacking Interactions

The key steps of living anionic polymerization of phenyl glycidyl ether (PheGE) on methoxy-polyethylene glycol (mPEG-b-PPheGE) are described. The resulting block copolymer micelles (BCMs) were loaded with doxorubicin 14% (wt%) and sustained release of drug over 4 days under physiologically relevant conditions was obtained.

Anionique Polymérisation d&#39;un copolymère amphiphile pour la préparation du copolymère bloc micelles Stabilisé par π-tc Interactions Stacking

In this study, an amphiphilic copolymer that includes a core-forming block with phenyl groups was synthesized by living anionic polymerization of phenyl ...

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.

La préparation et les propriétés des Thermo-réversiblement réticulé Rubber Chemistry Via Diels-Alder

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

A Simple and Efficient Protocol for the Catalytic Insertion Polymerization of Functional Norbornenes

Norbornene can be polymerized by a variety of mechanisms, including insertion polymerization whereby the double bond is polymerized and the bicyclic nature of the monomer is conserved. The resulting polymer, polynorbornene, has a very high glass transition temperature, Tg, and interesting optical and electrical properties. However, the polymerization of functional norbornenes by this mechanism is complicated by the fact that the endo substituted norbornene monomer has, in general, a very low reactivity. Furthermore, the separation of the endo substituted monomer from the exo monomer is a tedious task. Here, we present a simple protocol for the polymerization of substituted norbornenes (endo:exo ca. 80:20) bearing either a carboxylic acid or a pendant double bond. The process does not require that both isomers be separated, and proceeds with low catalyst loadings (0.01 to 0.02 mol%). The polymer bearing pendant double bonds can be further transformed in high yield, to afford a polymer bearing pendant epoxy groups. These simple procedures can be applied to prepare polynorbornenes with a variety of functional groups, such as esters, alcohols, imides, double bonds, carboxylic acids, bromo-alkyls, aldehydes and anhydrides.

We describe the catalytic insertion polymerization of 5-norbornene-2-carboxylic acid and 5-vinyl-2-norbornene to form functional polymers with a very high glass transition temperature.

Un protocole simple et efficace pour l&#39;insertion catalytique Polymérisation de norbornènes fonctionnels

Norbornene can be polymerized by a variety of mechanisms, including insertion polymerization whereby the double bond is polymerized and the bicyclic ...

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 ...

Facile Preparation of (2Z,4E)-Dienamides by the Olefination of Electron-deficient Alkenes with Allyl Acetate

Direct cross-coupling between two alkenes via vinylic C-H bond activation represents an efficient strategy for the synthesis of butadienes with high atomic and step economy. However, this functionality-directed cross-coupling reaction has not been developed, as there are still limited directing groups in practical use. In particular, a stoichiometric amount of oxidant is usually required, producing a large amount of waste. Due to our interest in novel 1,3-butadiene synthesis, we describe the ruthenium-catalyzed olefination of electron-deficient alkenes using allyl acetate and without external oxidant. The reaction of 2-phenyl acrylamide and allyl acetate was chosen as a model reaction, and the desired diene product was obtained in 80% isolated yield with good stereoselectivity (Z,E/Z,Z = 88:12) under optimal conditions: [Ru(p-cymene) Cl2]2 (3 mol %) and AgSbF6 (20 mol %) in DCE at 110 &#186;C for 16 h. With the optimized catalytic conditions in hand, representative &#945;- and/or &#946;-substituted acrylamides were investigated, and all reacted smoothly, regardless of aliphatic or aromatic groups. Also, differently N-substituted acrylamides have proven to be good substrates. Moreover, we examined the reactivity of different allyl derivatives, suggesting that the chelation of acetate oxygen to the metal is crucial for the catalytic process. Deuterium-labeled experiments were also conducted to investigate the reaction mechanism. Only Z-selective H/D exchanges on acrylamide were observed, indicating a reversible cyclometalation event. In addition, a kinetic isotope effect (KIE) of 3.2 was observed in the intermolecular isotopic study, suggesting that the olefinic C-H metalation step is probably involved in the rate-determining step.

Facile Preparation of 2Z,4E-Dienamides by the Olefination of Electron-deficient Alkenes with Allyl Acetate

The ruthenium-catalyzed olefination of electron-deficient alkenes with allyl acetate is described here. By using aminocarbonyl as a directing group, this external oxidant-free protocol has high efficiency and good stereo- and regioselectivity, opening a novel synthetic route to (Z,E)-butadiene skeletons.

Facile Préparation de (2<em&gt; Z</em&gt;, 4<em&gt; E</em&gt;) - Dienamides par l&#39;oléfination d&#39;alkènes déficients en électrons avec l&#39;acétate d&#39;allyle

Direct cross-coupling between two alkenes via vinylic C-H bond activation represents an efficient strategy for the synthesis of butadienes with high ...

Preparation of Hollow Polystyrene Particles and Microcapsules by Radical Polymerization of Janus Droplets Consisting of Hydrocarbon and Fluorocarbon Oils

In this article, we have demonstrated a method for producing hollow particles and microcapsules using oil droplets consisting of hydrocarbon oil (styrene) and fluorocarbon oil (perfluoro-n-octane, PFO) in aqueous surfactant (sodium dodecylsulfate, SDS) solutions. Since fluorocarbon oils are immiscible with hydrocarbon oils, the two oils are separated. Emulsions are prepared by stirring styrene/PFO/aqueous SDS solution mixtures at 80 &#176;C. The type of emulsions and the morphology of droplets in the emulsions are observed by light microscope and scanning confocal fluorescence microscope. It is found that oil droplets with Janus-type morphologies consisting of mutually immiscible styrene and PFO are formed in aqueous SDS solutions. Polystyrene particles are fabricated by radical polymerization of the ternary mixtures of styrene/PFO/aqueous SDS solution at 80 &#176;C. The morphologies of the polystyrene are confirmed by scanning electron microscopy and scanning transmission electron microscopy observations. These observations show the preparation of hollow polystyrene particles with a single hole on the surface. To our knowledge, this method is a novel strategy using the immiscibility of hydrocarbon and fluorocarbon oils. The hollow particles can also be applied to the preparation of microcapsules.

A protocol for the fabrication of hollow polymer particles and microcapsules by radical polymerization using emulsions consisting of styrene, perfluoro-n-octane, and aqueous SDS (sodium dodecylsulfate) solution is presented.

Préparation de particules de polystyrène creuses et Microcapsules par polymérisation radicalaire de gouttelettes de Janus consistant en hydrocarbures et huiles de fluorocarbone

In this article, we have demonstrated a method for producing hollow particles and microcapsules using oil droplets consisting of hydrocarbon oil (styrene) ...

Co-expression of Multiple Chimeric Fluorescent Fusion Proteins in an Efficient Way in Plants

Information about the spatiotemporal subcellular localization(s) of a protein is critical to understand its physiological functions in cells. Fluorescent proteins and generation of fluorescent fusion proteins have been wildly used as an effective tool to directly visualize the protein localization and dynamics in cells. It is especially useful to compare them with well-known organelle markers after co-expression with the protein of interest. Nevertheless, classical approaches for protein co-expression in plants usually involve multiple independent expression plasmids, and therefore have drawbacks that include low co-expression efficiency, expression-level variation, and high time expenditure in genetic crossing and screening. In this study, we describe a robust and novel method for co-expression of multiple chimeric fluorescent proteins in plants. It overcomes the limitations of the conventional methods by using a single expression vector that is composed of multiple semi-independent expressing cassettes. Each protein expression cassette contains its own functional protein expression elements, and therefore it can be flexibly adjusted to meet diverse expression demand. Also, it is easy and convenient to perform the assembly and manipulation of DNA fragments in the expression plasmid by using an optimized one-step reaction without additional digestion and ligation steps. Furthermore, it is fully compatible with current fluorescent protein derived bio-imaging technologies and applications, such as FRET and BiFC. As a validation of the method, we employed this new system to co-express fluorescently fused vacuolar sorting receptor and secretory carrier membrane proteins. The results show that their perspective subcellular localizations are the same as in previous studies by both transient expression and genetic transformation in plants.

We have developed a novel method for co-expressing multiple chimeric fluorescent fusion proteins in plants to overcome the difficulties of conventional methods. It takes advantage of using a single expression plasmid that contains multiple functionally independent protein expressing cassettes to achieve protein co-expression.

La co-expression de multiples protéines chimériques fluorescentes Fusion de façon efficace dans les plantes

Information about the spatiotemporal subcellular localization(s) of a protein is critical to understand its physiological functions in cells. Fluorescent ...