アップコンバージョンナノカプセルは、低エネルギー光子からの高エネルギー光子の正確な空間生成を可能にする。それらの展開により、体積3D印刷などの技術の革新が可能になります。このプロトコルは、耐久性のあるシリコーンカプセル化ナノカプセルの製造を示しています。
私たちの手順は非常にスケーラブルであり、2つの異なるスケールでの合成のためのプロトコルを強調しています。赤い照明の下で不活性雰囲気のグローブボックスを設置することから始めます。この増感剤の飽和溶液を調製するには、攪拌子付きのバイアルに2ミリリットルの99%オレイン酸を20ミリグラムの増感剤に加えます。
バイアルをホイルで覆い、周囲光から保護します。次に、攪拌子付きのバイアル内の25ミリグラムの消滅装置に2ミリリットルの99%オレイン酸を加えます。混合物を室温で600RPMで少なくとも4時間攪拌します。
次に、0.45マイクロメートルのPTFEシリンジフィルターで両方の溶液をろ過します。注射器を使用して、0.7ミリリットルのフィルター拒否剤溶液を混合する。0.35ミリリットルの濾過増感剤溶液。
0.7ミリリットルのオレイン酸と、アップコンバージョン原料原液を調製した。次に、周囲照明の下で、セプタムで密封された250ミリリットルの三角フラスコに200ミリリットルの超純脱イオン水を加えます。フラスコを氷浴で少なくとも1時間冷やして、摂氏約5度にします。
そして、シーリングフィルムを用いて隔壁を固定した。ナノカプセルを準備する直前に、冷水をグローブボックスに持ち込みます。前室圧力計の測定値に基づいて20%真空を引っ張って、水を持ち込むときは、前室の軽い真空のみを引っ張るようにしてください。
水をグローブボックスに入れたら、すぐにグローブボックスのパージ機能をオンにして、カラムをバイパスします。optusを分注するための注射器や針、オルトケイ酸テトラエチルなど、手の届くところにあるすべての化学薬品と消耗品を確認してください。クリーニング用の10k mPEG生理食塩水とナイロンクロス。
ブレンダーを接続し、電気ソケットをプラスチックのビンまたはナイロン布で覆います。ブレンダーに水を慎重に注ぎます。1.45ミリリットルのアップコンバージョン材料ストック溶液をシリンジで1回に分けてブレンダーの水の中央に加える。
蓋をしてナイロンワイプで覆います。小さな漏れを防ぐために、ブレンダーの蓋を持ちながら、22, 600 RPMで正確に60秒間ブレンドします。エマルジョンを500ミリリットルの丸底フラスコに移します。
フラスコをクランプで攪拌プレートに固定します。卵形の攪拌子を加え、エマルジョンを1200rpmで激しく混合します。注射器を使用して、0.75ミリリットルのオプタスをエマルジョンに加え、ミセルの透明な溶液を生成します。
カプセルの凝集を防ぐために、4グラムの10k mPEGシランを追加します。フラスコを振って、分散されていることを確認します。そして、1200RPMで約10分間攪拌します。
攪拌後、20ミリリットルのシリンジを使用して15ミリリットルのオルトケイ酸テトラエチルを1回ずつ加える。一度にさらに15ミリリットルを追加します。セプタムをフラスコに貼り付け、1200RPMで30分間攪拌します。
フラスコと廃棄物をグローブボックスから取り出します。フラスコを発熱体を備えた攪拌プレートに貼り付け、フラスコをシュレンクラインに接続して、不活性ガス下で反応を一定の圧力で保持します。反応物を1200RPMで摂氏65度で40時間攪拌し、加熱する。
次に、反応をシュレンクラインから切り離し、4グラムの10k mPEGシランを加えます。反応をシュレンクラインに再接続します。反応物を8時間攪拌して加熱する。
8時間後、火を止め、1200rpmで攪拌しながら反応液を室温まで冷却します。次いで、懸濁液を遠沈管中で8, 670gで摂氏22度で1時間遠心分離する。ペレットを廃棄し、ナノカプセルを含む上清を保持する。
再度、上清を14〜16時間遠心分離する。上清を捨て、アップコンバージョンナノカプセルを含むペレットを回収する。ピペットを使用して、ナノカプセルペレットの上面を10ミリリットルの超高純度イオン交換水で2回注意深くすすぎます。
スパチュラを使用して、ナノカプセルペーストを別々の20ミリリットルのシンチレーションバイアルに移します。そしてすぐにバイアルをグローブボックスに持ち込み、ナノカプセル製剤を特徴付ける。ボルテックスミキサーを接続し、速度を3, 200 rpmの最高設定に設定します。
マイクロピペットを使用して、145マイクロリットルの増感剤消滅剤原液を20ミリリットルの散布水に加えます。電気テープまたは天井フィルムで蓋を貼り付けます。バイアルをベースの近くに保持することにより、溶液を7分間ボルテックスします。
バイアルを攪拌プレートに貼り付け、八角形の攪拌子を用いてエマルジョンを1, 200RPMで攪拌する。マイクロピペットを使用して、75マイクロリットルのoptusを加えてミセルの透明な溶液を生成します。そして、すぐに400ミリグラムの10k mPEGシランを追加します。
バイアルを振って反応を正式に混合し、バイアルを攪拌プレートに戻します。シリンジを使用して、反応を1200rpmで攪拌しながら3ミリリットルのオルトケイ酸テトラエチルを加える。バイアルを振ってから、グローブボックスから取り出すまで1200 RPMで反応を攪拌します。
バイアルを電気テープまたはシーリングフィルムで密封し、グローブボックスからバイアルを取り出します。溶液を摂氏65度で1200RPMで40時間攪拌しながら加熱します。次に、400ミリグラムの10k mPEGシランを加え、8時間反応を攪拌します。
このプロトコルを用いて得られたアップコンバージョンナノカプセルの走査型電子顕微鏡画像は、直径約50ナノメートルの単分散ナノカプセルを示した。この測定に必要な超高真空下では、約30分後にナノカプセルが融合します。動的光散乱トレースによって見られるように、同様のアップコンバージョンナノカプセル直径を大規模または小規模のプロトコルから生成することができる。
平均流体力学的直径は、大きなバッチの場合は75ナノメートル、小さなバッチの場合は66ナノメートルです。光学的特性評価は、635ナノメートルレーザーによる放射線照射時にアントロシンアップコンバージョン発光が存在することを示した。シリカシェルがナノカプセル内に無傷のままであったことを示す。
ナノカプセルの性能に大きな違いをもたらす可能性のある細部があります。周囲の酸素から反応を保護し、適切な量のアプリテストを追加するように注意してください。研究者は、類似のナノカプセルでこれらを使用してアップコンバージョン性能を最大化することができます。
さらに、この技術を使用して、研究者は光駆動の3D印刷樹脂に組み込むためのナノカプセルを作ることができます。
