שיטה 'הכנס והפעל' ליצירת Nanoassemblies מים מסיסות המכיל פולימר amphiphilic, צבעים אורגניים וupconverting חלקיקים

Summary

Organic dye molecules and oleic acid coated upconverting nanoparticles are not water-soluble. This protocol describes a ‘plug and play’ method that enables the transfer of organic dye molecules and upconverting particles from their initial hydrophobic solvent to water.

Abstract

In this protocol, we first describe a procedure to synthesize lanthanide doped upconverting nanoparticles (UCNPs). We then demonstrate how to generate amphiphilic polymers in situ, and describe a protocol to encapsulate the prepared UCNPs and different organic dye molecules (porphyrins and diarylethenes) using polymer shells to form stable water-dispersible nanoassemblies. The nanoassembly samples containing both the UCNPs and the diarylethene organic dyes have interesting photochemical and photophysical properties. Upon 365 nm UV irradiation, the diarylethene group undergoes a visual color change. When the samples are irradiated with visible light of another specific wavelength, the color fades and the samples return to the initial colorless state. The samples also emit visible light from the UCNPs upon irradiation with 980 nm near-infrared light. The emission intensity of the samples can be tuned through alternate irradiation with UV and visible light. Modulation of fluorescence can be performed for many cycles without observable degradation of the samples. This versatile encapsulation procedure allows for the transfer of hydrophobic molecules and nanoparticles from an organic solvent to an aqueous medium. The polymer helps to maintain a lipid-like microenvironment for the organic molecules to aid in preservation of their photochemical behavior in water. Thus this method is ideal to prepare water-dispersible photoresponsive systems. The use of near-infrared light to activate upconverting nanoparticles allows for lower energy light to be used to activate photoreactions instead of more harmful ultraviolet light.

Introduction

היום יש עדיין צורך דחוף לפתח סוגים חדשים של סוכנים ביו-הדמיה. בדיקות ניאון רומן רבות תועדו היטב. ^1-6 עם זאת, חל שיפור משמעותי ברזולוציית התמונה עדיין מהווה אתגר. ⁷ אחת שיטה מעשית היא לווסת ישירות בדיקות הקרינה בין מדינה 'אור' emissive ומדינה 'חשוכה' הרווה. ^8-12 שיטה מסוימת זו יושמה לפתח טכנולוגיות כגון דלדול פליטה מאולץ (STED) מיקרוסקופיה ¹³ ומיקרוסקופיה סטוכסטיים שיקום אופטי (סערה). ¹⁴

גישה נוספת ללווסת הקרינה היא הזוג chromophores photoresponsive יחד עם בדיקות ניאון. ^15,16 החלפ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

1. סינתזה של NaYF ₄ / Yb ³⁺ / Er ³⁺ upconverting החלקיקים (UCNP)

1. להגדיר את המנגנון אחריו כמו:
   1. הנח מעטפת מיליליטר חימום 250 על צלחת ערבוב רגילה ולחבר את המעטפת על הזוג התרמי.
   2. הנח בקבוק 250 מיליליטר תחתון עגול מצוידים בבר ומערבבים מגנטי על מעטפת החימום עם הידוק נכון.
   3. צרף מתאם אוויר לצוואר השמאלי של הבקבוק התחתון העגול ולהת....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

תוצאות

ספקטרום קליטה וספקטרום photoluminescence נאספו למדגם DAE-UCNP. ספקטרום הקליטה משמש להשוואת החפיפה ספקטרלית בין chromophores diarylethene הסגור וחלקיקי upconverting. תמונות של הדגימות (שני TPP-UCNP וDAE-UCNP) נכללו גם להפגין אנקפסולציה המוצלחת של מולקולות אורגניות לצבוע וחלקיקי upconverting, אשר ממוקמים בתוך .......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

יש לי חלקיקים מסונתזים על פי פרוטוקול זה התפלגות גודל 20-25 ננומטר מרוכז בסביבות 22.5 ננומטר. ^26,27 הם יכולים להיות מסווגים כחלקיקים כדוריים עם מבנה סריג ₄ מארח α-NaYF. ישנם שני שלבים קריטיים בפרוטוקול זה. בסינתזת UCNP, זה חיוני כדי לשמור על טמפרטורת החימום והזמן מדוי.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Yttrium acetate	Sigma	326046	Yttrium(III) acetate hydrate
Ytterbium acetate	Sigma	544973	Ytterbium(III) acetate hydrate
Erbium acetate	Sigma	325570	Erbium(III) acetate hydrate
Oleic acid	Sigma	75096	analytical standard
Octadecene	Sigma	O806	Technical grade
NaOH	Sigma	S5881	reagent grade
NH4F	Sigma	216011	ACS reagent
Poly(styrene-co-maleic anhydride)	Sigma	442399	Average Mn = 1700
JeffAmine 2070	Huntsman	M-2070
Varian Carry 300	Agilent
JDSU NIR laser	JSDU	L4-9897510-100M	980 nm diode laser