저자는 기꺼이 "천 영 글로벌 재능" 상을 중국 중앙 정부, 강 소 성 정부, 대학의 공학 및 응용에서 시작 기금에서 "Shuang 추앙" 상 재정 지원을 인정합니다 "Tian 디"에서 과학, 남 경 대학, 중국, 수상 재단, 부여에서는 우선 학술 프로그램 개발 기금의 장쑤 등 교육 기관 (PAPD), 장쑤 성 자연과학 기금에서 부여.

주의: 때문에 유기 용 매를 사용 하 여, 모든 작업을 화학 증기 두건에서 완료 한다. 높은 전기 전압의 사용, 전원 공급 장치에는 때 기구와 신체 접촉을 피하십시오. 개인 보호 장비 (안전 안경, 장갑, 랩 코트, 전장 바지 및 폐쇄 발가락 신발)를 사용 하 여 모든 적절 한 안전 관행을 사용 합니다. 모든 관련 물질 안전 데이터 시트 (MSDS)를 참조 하십시오.
1입니다. 재료의 설치
<ol><li>분해 10 mg qd는 솔루션을 준비, 소수 QDs (형광 방출 피크 파장 = 605 nm, 여기 모델 나노로 사용) 20 mL 유기 용 매 (클로 프롬 구형 micelle 모양 또는 THF 웜 같은 micelle 모양 생산을 위한 생산)에서 20 대와 동 s.</li>
	<li>PS 못 솔루션을 준비, 100 mg PS 못 분해 (9.5 kDA PS 세그먼트와 amphiphilic 블록 공중 합체와 18.0 kDA 못 세그먼트) 10 mL 유기 용 매 (클로 프롬 구형 micelle 모양 또는 THF 웜 같은 micelle 모양 생산을 위한 생산)에서. 믹스 1 분 (클로 프롬) 또는 목욕에 대 한 vortexing에 의해 솔루션 2 분 (THF) sonicate.</li>
	<li>Qd는 솔루션 및 1 mL PS 못 솔루션 1 분에 대 한 소용돌이의 믹스 1 mL 주사기 A. 혼합물 추가 주사기는 PTFE의 이루어집니다.</li>
	<li>PVA 솔루션을 준비, 4-5 헤 허용을 사용 하기 전에 실내 온도에 PVA 솔루션에 대 한 60-80 ° C에가 열된 물 욕조에 10 mL 물에 400 mg PVA (13-23 kDa, 87-89% 분해)을 분해.</li>
	<li>PVA 솔루션의 5 mL 주사기 b 추가 주사기는 PTFE의 이루어집니다.</li>
</ol>2입니다. 장비 설치
<ol><li>내부 모 세관 외부 모 세관 어셈블리에 삽입 하 고 위치에 부드럽게 나사. 이상 강화 하지 마십시오. 그림 2 에 동축 분무 시스템의 전반적인 설정을 보여 줍니다. 내부 모 세관 바늘 27g (외경 500 µ m, 내경 300 µ m) 스테인리스 모 세관 이며 외부 바늘은 20g (외부 직경 1000 µ m, 내경 500 µ m) 스테인리스 3 방법 커넥터. 사용 PTEE 튜브 1.8 m m의 내부 직경이 있다.</li>
	<li>그림 2와 같이 주사기 펌프 A에 A를 로드 합니다. PTFE 튜브를 사용 하 여 분무 동축 노즐의 내부 스테인리스 모 세관에 주사기 A를 연결 합니다.</li>
	<li>그림 2와 같이 주사기 주사기 펌프 B에 B를 로드 합니다. PTFE 튜브를 사용 하 여 분무 동축 노즐의 외부 스테인리스 모 세관에 주사기 B를 연결 합니다.</li>
	<li>위치 분무 동축 노즐 팁 접지 강철 반지 (1.5 c m의 직경) 위의 약 0.8 c m.</li>
	<li>장소는 유리 컬렉션 접시 동축 노즐 아래 약 10 ㎝.</li>
	<li>전원 공급 장치 해제, 접지 강철 반지를 접지 와이어 (검은색 와이어 그림2에서)를 연결 합니다.</li>
	<li>전원 공급 장치 해제, 금속 악어 클립을 사용 하 여 동축 노즐의 내부 바늘을 긍정적인 터미널 (빨간 선 그림2에서)의 전원 공급 장치를 연결 합니다.</li>
</ol>3입니다. Micellar 나노의 생산
<ol><li>0.6 mL/h 펌프 A의 속도 설정 합니다.</li>
	<li>1.5 mL/h 주사기 펌프 B의 속도 설정 합니다.</li>
	<li>모두 주사기 펌프를 시작 하 고 안정화를 그들의 각각 유량을 기다립니다. 일정 한 속도로 노즐에 형성 방울 안정적인 유량을 나타냅니다. 이 보통 60에서 발생 주사기 펌프 시작 후 s. 참고: 거기 아무 거품에 튜브에서 및 방울 동축 분무 노즐에 형성 한다.</li>
	<li>긍정적인 높은 전압 동축 분무 노즐을 적용 하려면 전원 공급 장치를 켭니다. 오목까지 5-9 kV의 범위에 적용 된 전압을 조정 ( 그림 3a의 삽입에서와 같이) 동축 노즐의 끝에 콘-제트 (즉, 일반적으로 '테일러 콘'으로 알려진 집중 제트) 관찰 됩니다. 주의: 수 높은 전압이 적용 될 때 분무 노즐 터치 않도 주의 하십시오. 적절 한 안전 예방 조치를 따르십시오. 참고: 부족 인가 전압 ( 그림 3b의 삽입에서와 같이) 노즐의 끝에 형성 하는 방울 귀 착될 것 이다, 동안 적용 된 전압의 너무 높은 노즐 및 접지 강철 반지 사이 전기 아크를 발생 합니다.</li>
	<li>안정적인 테일러 콘 (그림 3a)를 얻은 후 10 mL 깨끗 한 컬렉션 접시에 저온 고 유리 컬렉션 접시 설치에 추가 합니다. 새로운 요리 micellar nanocrystal 제품을 수집 합니다.</li>
	<li>(구형 micelle 모양 또는 웜 같은 micelle 모양 생산을 위한 약 90 분 생산을 위한 약 40 분)에 대 한 특정 시간 기간 동안 micellar nanocrystal 생산 프로세스를 실행 합니다. 분무 노즐 밑에서 컬렉션 접시를 제거 합니다.</li>
	<li>주사기 펌프 A와 B를 중지</li>
	<li>고전압 전원 공급 장치를 해제 합니다.</li>
	<li>발견된 컬렉션 접시에서 하룻밤 (증기 두건)에서 증발 하는 유기 용 매를 허용 합니다. 참고: micellar nanocrystal 제품의 특성 결과, 밤새 껏 증발이 이다 좋은 품질을 가진 제품을 유기 용 매를 제거 하기 위한 충분 한.</li>
	<li>마지막으로, 전송 특성 (예를 들어, 형광 분광학, 동적 산란, 전송 전자 현미경 검사 법 및 열 분석), 응용 프로그램, 또는 스토리지에 대 한 15 mL 원심 분리기 튜브 micellar nanocrystal 제품. 최종 micellar nanocrystal 제품 4 ° c.에 있는 냉장고에 저장 참고: 제품 적어도 한 달에 대 한이 저장 조건 하에서 안정 유지 수 있습니다.</li>
</ol>

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</ol>

저자는 공개 없다.

Micellar 나노의 제조 방법은 현재 작업 결합 내려 분무에 설명 하단-최대 자기 조립, 그리고 용 매 기반 구조 제어. 효과적이 고 편리한 품질 관리 방법을 사용 하는 동축 노즐 팁에서 형성 된 테일러 콘입니다. 이것은 올바른 형식의 테일러 콘 나타냅니다 균형 때문에 (또는 균형 근처) 전기 력과 마이크로-원자로 (유니폼 ultrafine 방울)의 성공적인 형성을 나타냅니다에 표면 장력 사이 자기 조립 반응...

반도체 양자 점 (QDs)와 superparamagnetic 산화 철 나노 입자 (SPIONs) 등 나노 생물학, 이미징, 조작, 검색과 치료1,2, 에 대 한 큰 잠재력이 증명 3,4,,56. micelle에 하나 이상의 나노 캡슐화 인터페이스 나노 생물학 환경3,6에 널리 사용 되는 방법 되었습니다. 따라서 형성 micellar 나노 (나노 캡슐화와 micelles) nanobiomaterials7,8,,910의 신흥 클래스 되고있다. Micelles 다양 한 자료 (예를 들면, 나노, 작은 분자 약 및 염료)를 캡슐화 하는 조작에 일반적으로 사용 되는 방법 등이 영화 화, 투 석, 그리고 여러 다른7,11.
현재 작업 micellar 나노 자기 조립, 탑-다운 분무, 상향식 결합 하 고 매 중재 구조 제어에 따라 조작 하는 방법을 설명 합니다. Micellar 나노의 다른 제조 방법과 비교해, 우리의 방법은 여러 유익한 기능을 제공 합니다: (1) 그것은 크게 연속 생산 공정. 이 기능은 분무는 유화 액 작은 물방울을 형성 하기 위하여 우리의 방법에 사용 되는 사실 때문에 주로입니다. 반면, 몇 가지 다른 방법을 사용 하 여 vortexing 또는 쥡니다 에멀젼 방울, 그로 인하여 자연12이러한 방법을 일괄 처리 프로세스를 만들기를. (2) 높은 물 dispersibility, 우수한 콜 로이드 안정성, 그대로 실제의 그리고 기능으로 캡슐화 된 나노 제품에 결과. 이 과정 자주 분무 ultrafine 하 고 균일 한 유화 액 작은 물방울을 형성할 수 있기 때문에 대부분 다른 micelle 캡슐화 방법에 비해 우수 품질을 가진 제품을 제공할 수 있습니다. (3) micelle 모양 및 캡슐화 된 나노의 번호를 포함 하 여 제품의 구조는 아니 훨씬 더 비싼 컨트롤 사용 amphiphilic 고분자를 변경 하는 등의 다른 방법에 비해, 용 매에 의해 통제 될 수 있다와 생산할 수 있습니다. 뿐만 아니라 일반적으로 사용 가능한 구형 micelle 모양 하지만 micelle 퓨전13를 통해 웜 같은 micelle 모양. 따라서 형성 벌레 모양의 micellar 나노 크게 제공 하 구면 대응13보다 일반적인 세포질 통풍 관을 감소 발견 된다. 다른 한편으로, 그것은 지적 가치이 방법을 좀 더 기술적으로 (비록 멀리 금지) 요구 하는 분무 장치의 설정이 필요 합니다 다른 방법에서 계측의 필요 보다.
제조 방법은 먼저 분무, 유기 용 매에 따른 자기 조립 형성 micellar 나노 (그림 1의 증발에 의해 다음에 의해 균일 한 크기와 ultrafine 액체 (수시로 기름에 물 에멀젼) 작은 물방울을 생성 하는 것을 포함 한다. ). 분무 설치는 동심 바늘을 사용 하 여 동축 구성: amphiphilic 블록 공중 합체 및 소수 성 나노 유기 용 매에 녹아 들어 석유 단계 내부 바늘 (27 G 스테인리스 모 세관에 전달 ) 주사기 펌프; 물속에에서 녹아 있는 계면 활성 제를 포함 하는 물 단계 두 번째 주사기 펌프와 외부 바늘 (20 G 스테인리스 스틸 3 방향 커넥터)에 전달 됩니다. 높은 전압 동축 노즐에 적용 됩니다. 균일 한 크기를 가진 ultrafine 방울 급격 힘 극복 표면 장력 및 관성 스트레스는 액체에서 생성 됩니다. 각 작은 물방울 본질적으로 ' 마이크로-원자로 ', 유기 용 매 증발에 의해의 제거에 따라 역할은 자기 조립 '반응' 자발적 소수 성 상호 작용으로 인해 발생. 다른 유기 용 매를 사용 하 여 리드 micellar 나노의 다른 구조: 구형 micelle 모양, 긴 반응 시간 THF 리드 웜 같은 물 혼합할 수 있는 유기 용 매는 동안 이끌어 물 혼합할 수 없는 유기 용 매 클로 프롬 향상 된 nanocrystal 캡슐화 함께 micelle 모양입니다.

<table><tbody><tr><td>Hydrophobic quantum dots</td><td>Ocean Nanotech</td><td>QSP</td><td>Solid hydrophobic CdSe/ZnS quantum dots. Peak fluorescence emission wavelength is 605 nm.</td></tr><tr><td>Poly(styrene)-b-poly(ethylene glycol) (PS-PEG)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>666476-500MG</td><td>Molecular weight of PS segment is 9.5 kDa and that of PEG segment is 18.0 kDa.</td></tr><tr><td>Poly(vinyl alcohol) (PVA)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>363170-500G</td><td>Molecular weight 13&amp;ndash;23 kDa, 87&amp;ndash;89% hydrolyzed.</td></tr><tr><td>Tetrahydrofuran (THF)</td><td>Sinopharma Chemical Reagent</td><td>80124418</td><td></td></tr><tr><td>Chloroform</td><td>Sinopharma Chemical Reagent</td><td>40007960</td><td></td></tr><tr><td>Syringe pumps</td><td>Bao Ding Shen Chen</td><td>SPLab01</td><td></td></tr><tr><td>Tubing</td><td>Shanghei Lai Xing</td><td></td><td>2 mm outer diameter and 1.8 mm inner diameter PTFE tubing.</td></tr><tr><td>Syringes</td><td>Yi Ming</td><td>5.CC</td><td>5 mL disposable syringe made of PTFE.</td></tr><tr><td>High voltage power supply</td><td>Dong Wen</td><td>DW Series</td><td>Direct current power supply (0&amp;ndash;50 kV range).</td></tr><tr><td>Electrospray coaxial nozzle</td><td>Hunan Chang Sha Na Yi</td><td></td><td>Stainless steel assembly. Inner capillary needle was a 27 gauge (outer diameter 500 &amp;mu;m; inner diameter 300 &amp;mu;m). Outer capillary was a 20 gauge (outer diameter 1,000 &amp;mu;m; inner diameter 500 &amp;mu;m).</td></tr><tr><td>Vortexer</td><td>Xi&#039;an HEB Biotechnology Co., Ltd. China</td><td>MX-S</td><td>MX-S with wide speed range of 0&amp;ndash;2,500 rpm, stepless speed regulation, touch and continuous operations.</td></tr><tr><td>Steel ring</td><td>Yiwu Wan Tu</td><td></td><td>Rings with a range of diameters (0.8&amp;ndash;1.8 cm) can be constructued. For example, a 1.3 cm diameter ring was constructed by curling an approximately 25 cm (length) of 0.5-mm diamter (24 gauge, AWG) steel wire.</td></tr><tr><td>Glass collecting dish</td><td>Grainger</td><td>1u5084</td><td>25-mm height and 120-mm diameter glass dish.</td></tr><tr><td>15 mL centrifuge tube</td><td>Jiangsu Xinkang Medical Instrument Co., Ltd.</td><td>X-407</td><td>Centrifuge tube is made of transparent polypropylene (PP).</td></tr></tbody></table>

fabrication of spherical and worm-shaped micellar nanocrystals by combining electrospray, self-assembly, and solvent-based structure control

Micellar 나노 (나노 캡슐화와 micelles) nanobiomaterials의 신흥 주요 클래스 되고있다. Micellar 나노 자기 조립, 탑-다운 분무, 상향식 결합 및 용 매 기반 구조 제어에 따라 조작 하는 방법을 설명 합니다. 이 방법은 먼저 포함 유니폼 ultrafine 액체 작은 물방울을 생성 하기 위해 분무를 사용 하 여, 각각의 역할을 자기 조립 반응 발생 하는 구조 (micelle 모양과 nanocrystal 형성 micellar 나노, 마이크로 반응 기 캡슐화) 유기 용 매 사용에 의해 제어. 이 방법은 주로 연속 이며 저렴 한 구조 제어 방식으로 고품질 micellar nanocrystal 제품 생산. 사용 하 여 물 혼합할 수 있는 유기 용 매 tetrahydrofuran (THF), 벌레 모양의 micellar 나노 용 매-유도/촉진 micelle 융합으로 인해 생산 수 있습니다. 일반적인 구형 micellar 나노와 비교, 벌레 모양의 micellar 나노 최소화 된 일반적인 세포질 통풍 관, 따라서 생물을 대상으로 향상을 제공할 수 있습니다. 공동 각 micelle에 여러 나노 캡슐화, 하 여 다기능 또는 시너지 효과 얻을 수 있습니다. 미래의 작품의 일부가 될 것입니다,이 제조 방법의 현재 한계는 주로 micellar nanocrystal 제품 및 프로세스의 불완전 하 게 지속적인 자연 불완전 캡슐화를 포함 합니다.

그림 1 생산 공정에 사용 되는 유기 용 매에 의해 micellar 나노의 구조 (모양 및 캡슐화)의 컨트롤을 요약 하는 회로도 보여준다. 간단히, dichloromethane 나노;의 아무 캡슐화 구형 micelles 리드 클로 프롬 나노; 낮은 캡슐화 번호와 구형 micelles 리드 THF는 각각 구형 micelles 짧은 반응 시간에 나노 수가 높은 캡슐화 및 긴 반응 시간에 나노 수가 높은 캡슐화 mice...

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Fabrication of Spherical and Worm-shaped Micellar Nanocrystals by Combining Electrospray, Self-assembly, and Solvent-based Structure Control

현재 작업 micellar 나노, nanobiomaterials의 신흥 주요 클래스를 조작 하는 방법을 설명 합니다. 이 방법은 자기 조립, 탑-다운 분무, 상향식을 결합 및 용 매 기반 구조 제어. 제조 방법은 크게 연속, 높은 품질의 제품을 생산할 수 있는 이며 구조 제어에의 한 저렴 한 수단을 보유 하 고.

구형 및 벌레 모양의 Micellar 나노 자기 조립, 분무, 결합 하 여 용 매 기반 구조 제어의 제조

Micellar nanocrystals (micelles with encapsulated nanocrystals) have become an emerging major class of nanobiomaterials. We describe a method of ...

fabrication-spherical-worm-shaped-micellar-nanocrystals-combining

Research

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Chemistry

13.9K 조회수.  Nanjing University. 현재 작업 micellar 나노, nanobiomaterials의 신흥 주요 클래스를 조작 하는 방법을 설명 합니다. 이 방법은 자기 조립, 탑-다운 분무, 상향식을 결합 및 용 매 기반 구조 제어. 제조 방법은 크게 연속, 높은 품질의 제품을 생산할 수 있는 이며 구조 제어에의 한 저렴 한 수단을 보유 하 고.

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Controlling the Size, Shape and Stability of Supramolecular Polymers in Water

For aqueous based supramolecular polymers, the simultaneous control over shape, size and stability is very difficult1. At the same time, the ability to do so is highly important in view of a number of applications in functional soft matter including electronics, biomedical engineering, and sensors. In the past, successful strategies to control the size and shape of supramolecular polymers typically focused on the use of templates2,3, end cappers4 or selective solvent techniques5. 
Here we disclose a strategy based on self-assembling discotic amphiphiles that leads to the control over stack length and shape of ordered, chiral columnar aggregates. By balancing electrostatic repulsive interactions on the hydrophilic rim and attractive non-covalent forces within the hydrophobic core of the polymerizing building block, we manage to create small and discrete spherical objects6,7. Increasing the salt concentration to screen the charges induces a sphere-to-rod transition. Intriguingly, this transition is expressed in an increase of cooperativity in the temperature-dependent self-assembly mechanism, and more stable aggregates are obtained. 
For our study we select a benzene-1,3,5-tricarboxamide (BTA) core connected to a hydrophilic metal chelate via a hydrophobic, fluorinated L-phenylalanine based spacer (Scheme 1). The metal chelate selected is a Gd(III)-DTPA complex that contains two overall remaining charges per complex and necessarily two counter ions. The one-dimensional growth of the aggregate is directed by &pi;-&pi; stacking and intermolecular hydrogen bonding. However, the electrostatic, repulsive forces that arise from the charges on the Gd(III)-DTPA complex start limiting the one-dimensional growth of the BTA-based discotic once a certain size is reached. At millimolar concentrations the formed aggregate has a spherical shape and a diameter of around 5 nm as inferred from 1H-NMR spectroscopy, small angle X-ray scattering, and cryogenic transmission electron microscopy (cryo-TEM). The strength of the electrostatic repulsive interactions between molecules can be reduced by increasing the salt concentration of the buffered solutions. This screening of the charges induces a transition from spherical aggregates into elongated rods with a length &gt; 25 nm. Cryo-TEM allows to visualise the changes in shape and size. In addition, CD spectroscopy permits to derive the mechanistic details of the self-assembly processes before and after the addition of salt. Importantly, the cooperativity -a key feature that dictates the physical properties of the produced supramolecular polymers- increases dramatically upon screening the electrostatic interactions. This increase in cooperativity results in a significant increase in the molecular weight of the formed supramolecular polymers in water.

The goal of this experiment is to determine and control the size, shape and stability of self-assembled discotic amphiphiles in water. For aqueous based supramolecular polymers such level of control is very difficult. We apply a strategy using both repulsive and attractive interactions. The experimental techniques applied to characterize this system are broadly applicable.

물에 Supramolecular 폴리머의 크기, 모양과 안정성을 제어

For aqueous based supramolecular polymers, the simultaneous control over shape, size and stability is very difficult1. At the same time, the ability to do ...

연구

공학

A Technique to Functionalize and Self-assemble Macroscopic Nanoparticle-ligand Monolayer Films onto Template-free Substrates

This protocol describes a self-assembly technique to create macroscopic monolayer films composed of ligand-coated nanoparticles1,2. The simple, robust and scalable technique efficiently functionalizes metallic nanoparticles with thiol-ligands in a miscible water/organic solvent mixture allowing for rapid grafting of thiol groups onto the gold nanoparticle surface. The hydrophobic ligands on the nanoparticles then quickly phase separate the nanoparticles from the aqueous based suspension and confine them to the air-fluid interface. This drives the ligand-capped nanoparticles to form monolayer domains at the air-fluid interface.&#160; The use of water-miscible organic solvents is important as it enables the transport of the nanoparticles from the interface onto template-free substrates.&#160; The flow is mediated by a surface tension gradient3,4 and creates macroscopic, high-density, monolayer nanoparticle-ligand films.&#160; This self-assembly technique may be generalized to include the use of particles of different compositions, size, and shape and may lead to an efficient assembly method to produce low-cost, macroscopic, high-density, monolayer nanoparticle films for wide-spread applications.

A simple, robust and scalable technique to functionalize and self-assemble macroscopic nanoparticle-ligand monolayer films onto template-free substrates is described in this protocol.

템플릿이없는 기판에 육안 나노 입자 - 리간드 단층 필름을 기능화 및 자기 조립 기술

This protocol describes a self-assembly technique to create macroscopic monolayer films composed of ligand-coated nanoparticles1,2. The simple, robust and ...

화학

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.

Photoredox 촉매를 사용하여 가시 광선 중재 분산 중합에 의해 웜 형상 미셀 손쉬운 합성

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

Liquid-cell Transmission Electron Microscopy for Tracking Self-assembly of Nanoparticles

Drying a nanoparticle dispersion is a versatile way to create self-assembled structures of nanoparticles, but the mechanism of this process is not fully understood. We have traced the trajectories of individual nanoparticles using liquid-cell transmission electron microscopy (TEM) to investigate the mechanism of the assembly process. Herein, we present the protocols used for liquid-cell TEM studies of the self-assembly mechanism. First, we introduce the detailed synthetic protocols used to produce uniformly sized platinum and lead selenide nanoparticles. Next, we present the microfabrication processes used to produce liquid cells with silicon nitride or silicon windows and then describe the loading and imaging procedures of the liquid-cell TEM technique. Several notes are included to provide helpful tips for the entire process, including how to manage the fragile cell windows. The individual motions of nanoparticles tracked by liquid-cell TEM revealed that changes in the solvent boundaries caused by evaporation affected the self-assembly process of nanoparticles. The solvent boundaries drove nanoparticles to primarily form amorphous aggregates, followed by flattening of the aggregates to produce a 2-dimensional (2D) self-assembled structure. These behaviors are also observed for different nanoparticle types and different liquid-cell compositions.

Here we introduce experimental protocols for the real-time observation of a self-assembly process using liquid-cell transmission electron microscopy.

나노 입자의 자기 조립 추적에 대 한 액체 셀 전송 전자 현미경 검사 법

Drying a nanoparticle dispersion is a versatile way to create self-assembled structures of nanoparticles, but the mechanism of this process is not fully ...

Fabrication of Polymer Microspheres for Optical Resonator and Laser Applications

This paper describes three methods of preparing fluorescent microspheres comprising &#960;-conjugated or non-conjugated polymers: vapor diffusion, interface precipitation, and mini-emulsion. In all methods, well-defined, micrometer-sized spheres are obtained from a self-assembling process in solution. The vapor diffusion method can result in spheres with the highest sphericity and surface smoothness, yet the types of the polymers able to form these spheres are limited. On the other hand, in the mini-emulsion method, microspheres can be made from various types of polymers, even from highly crystalline polymers with coplanar, &#960;-conjugated backbones. The photoluminescent (PL) properties from single isolated microspheres are unusual: the PL is confined inside the spheres, propagates at the circumference of the spheres via the total internal reflection at the polymer/air interface, and self-interferes to show sharp and periodic resonant PL lines. These resonating modes are so-called "whispering gallery modes" (WGMs). This work demonstrates how to measure WGM PL from single isolated spheres using the micro-photoluminescence (&#181;-PL) technique. In this technique, a focused laser beam irradiates a single microsphere, and the luminescence is detected by a spectrometer. A micromanipulation technique is then used to connect the microspheres one by one and to demonstrate the intersphere PL propagation and color conversion from coupled microspheres upon excitation at the perimeter of one sphere and detection of PL from the other microsphere. These techniques, &#181;-PL and micromanipulation, are useful for experiments on micro-optic application using polymer materials.

Protocols for the synthesis of microspheres from polymers, the manipulation of microspheres, and micro-photoluminescence measurements are presented.

광 공진기 및 레이저 응용을위한 고분자 미소 구의 제조

This paper describes three methods of preparing fluorescent microspheres comprising &#960;-conjugated or non-conjugated polymers: vapor diffusion, ...

Microfluidic Preparation of Liquid Crystalline Elastomer Actuators

This paper focuses on the microfluidic process (and its parameters) to prepare actuating particles from liquid crystalline elastomers. The preparation usually consists in the formation of droplets containing low molar mass liquid crystals at elevated temperatures. Subsequently, these particle precursors are oriented in the flow field of the capillary and solidified by a crosslinking polymerization, which produces the final actuating particles. The optimization of the process is necessary to obtain the actuating particles and the proper variation of the process parameters (temperature and flow rate) and allows variations of size and shape (from oblate to strongly prolate morphologies) as well as the magnitude of actuation. In addition, it is possible to vary the type of actuation from elongation to contraction depending on the director profile induced to the droplets during the flow in the capillary, which again depends on the microfluidic process and its parameters. Furthermore, particles of more complex shapes, like core-shell structures or Janus particles, can be prepared by adjusting the setup. By the variation of the chemical structure and the mode of crosslinking (solidification) of the liquid crystalline elastomer, it is also possible to prepare actuating particles triggered by heat or UV-vis irradiation.

This article describes the microfluidic process and parameters to prepare actuating particles from liquid crystalline elastomers. This process allows the preparation of actuating particles and the variation of their size and shape (from oblate to strongly prolate, core-shell, and Janus morphologies) as well as the magnitude of actuation.

액체 결정 탄성 액츄에이터의 미세 준비

This paper focuses on the microfluidic process (and its parameters) to prepare actuating particles from liquid crystalline elastomers. The preparation ...

Synthesis of Monodisperse Cylindrical Nanoparticles via Crystallization-driven Self-assembly of Biodegradable Block Copolymers

The production of monodisperse cylindrical micelles is a significant challenge in polymer chemistry. Most cylindrical constructs formed from diblock copolymers are produced by one of three techniques: thin film rehydration, solvent switching or polymerization-induced self-assembly, and produce only flexible, polydisperse cylinders. Crystallization-driven self-assembly (CDSA) is a method which can produce cylinders with these properties, by stabilizing structures of a lower curvature due to the formation of a crystalline core. However, the living polymerization techniques by which most core-forming blocks are formed are not trivial processes and the CDSA process may yield unsatisfactory results if carried out incorrectly. Here, the synthesis of cylindrical nanoparticles from simple reagents is shown. The drying and purification of reagents prior to a ring-opening polymerization of &#949;-caprolactone catalyzed by diphenyl phosphate is described. This polymer is then chain extended by methyl methacrylate (MMA) followed by N,N-dimethyl acrylamide (DMA) using reversible addition&#8722;fragmentation chain-transfer (RAFT) polymerization, affording a triblock copolymer that can undergo CDSA in ethanol. The living CDSA process is outlined, the results of which yield cylindrical nanoparticles up to 500 nm in length and a length dispersity as low as 1.05. It is anticipated that these protocols will allow others to produce cylindrical nanostructures and elevate the field of CDSA in the future.

Crystallization-driven self-assembly (CDSA) displays the unique ability to fabricate cylindrical nanostructures of narrow length distributions. The organocatalyzed ring-opening polymerization of &#949;-caprolactone and subsequent chain extensions of methyl methacrylate and N,N-dimethyl acrylamide are demonstrated. A living CDSA protocol that produces monodisperse cylinders up to 500 nm in length is outlined.

생분해성 블록 공합체의 결정화 구동 자가 조립을 통해 단분산 원통형 나노 입자의 합성

The production of monodisperse cylindrical micelles is a significant challenge in polymer chemistry. Most cylindrical constructs formed from diblock ...

Assembly and Characterization of Polyelectrolyte Complex Micelles

Polyelectrolyte complex micelles (PCMs), core-shell nanoparticles formed by self-assembly of charged polymers in aqueous solution, provide a powerful platform for exploring the physics of polyelectrolyte interactions and also offer a promising solution to the pressing problem of delivering therapeutic oligonucleotides in vivo. Developing predictive structure-property relationships for PCMs has proven difficult, in part due to the presence of strong kinetic traps during nanoparticle self-assembly. This article discusses criteria for choosing polymers for PCM construction and provides protocols based on salt annealing that enable assembly of repeatable, low-polydispersity nanoparticles. We also discuss PCM characterization using light scattering, small-angle X-ray scattering, and electron microscopy.

We provide protocols and representative data for designing, assembling, and characterizing polyelectrolyte complex micelles, core-shell nanoparticles formed by polyelectrolytes and hydrophilic charged-uncharged block copolymers.

Polyelectrolyte complex micelles (PCMs), core-shell nanoparticles formed by self-assembly of charged polymers in aqueous solution, provide a powerful ...

Fabrication of Zero Mode Waveguides for High Concentration Single Molecule Microscopy

In single molecule fluorescence enzymology, background fluorescence from labeled substrates in solution often limits fluorophore concentration to pico- to nanomolar ranges, several orders of magnitude less than many physiological ligand concentrations. Optical nanostructures called zero mode waveguides (ZMWs), which are 100&#8722;200 nm in diameter apertures fabricated in a thin conducting metal such as aluminum or gold, allow imaging of individual molecules at micromolar concentrations of fluorophores by confining visible light excitation to zeptoliter effective volumes. However, the need for expensive and specialized nanofabrication equipment has precluded the widespread use of ZMWs. Typically, nanostructures such as ZMWs are obtained by direct writing using electron beam lithography, which is sequential and slow. Here, colloidal, or nanosphere, lithography is used as an alternative strategy to create nanometer-scale masks for waveguide fabrication. This report describes the approach in detail, with practical considerations for each phase. The method allows thousands of aluminum or gold ZMWs to be made in parallel, with final waveguide diameters and depths of 100&#8722;200 nm. Only common lab equipment and a thermal evaporator for metal deposition are required. By making ZMWs more accessible to the biochemical community, this method can facilitate the study of molecular processes at cellular concentrations and rates.

Described here is a nanosphere lithography method for parallel fabrication of zero mode waveguides, which are arrays of nanoapertures in a metal-clad glass microscopy coverslip for single molecule imaging at nano- to micromolar concentrations of fluorophores. The method takes advantage of colloidal crystal self-assembly to create a waveguide template.

고농도 단일 분자 현미경 검사용 제로 모드 파도가이드 제조

In single molecule fluorescence enzymology, background fluorescence from labeled substrates in solution often limits fluorophore concentration to pico- to ...

생체공학

생물의학용 알긴산나트륨 하이드로겔 마이크로스피어 개발

Preparation of Cross-Linked Sodium Alginate Microspheres with Different Metal Ions Using the Microfluidic Electrospray Technology

Microspheres are micrometer-sized particles that can load and gradually release drugs via physical encapsulation or adsorption onto the surface and within polymers. In the field of biomedicine, hydrogel microspheres have been extensively studied for their application as drug carriers owing to their ability to reduce the frequency of drug administration, minimize side effects, and improve patient compliance. Sodium alginate (ALG) is a naturally occurring linear polysaccharide with three backbone glycosidic linkages. There are two auxiliary hydroxyl groups present in each of the moieties of the polymer, which have the characteristics of an alcohol hydroxyl moiety. The synthetic ALG units can undergo chemical cross-linking reactions with metal ions, forming a cross-linked network structure of polymer stacks, ultimately forming a hydrogel. Hydrogel microspheres can be prepared using a simple process involving the ionic cross-linking properties of ALG. In this study, we prepared ALG-based hydrogel microspheres (ALGMS) using a microfluidic electrodeposition strategy. The prepared hydrogel microspheres were uniformly sized and well-dispersed, owing to accurate control of the microfluidic electrospray flow. ALGMS cross-linked with different metal ions were prepared using a microfluidic electrospray technique combining microfluidic and high electric field, and its antimicrobial properties, slow drug release ability, and biocompatibility were investigated. This technology holds promise for application in advanced drug development and production.

저자 스포트라이트: 생체적합성 알긴산나트륨 하이드로겔 마이크로스피어를 이용한 치료법 발전

The protocol describes the preparation of sodium alginate microspheres cross-linked with different metal ions using a microfluidic device for drug carrier design. The antimicrobial properties and slow drug release of these microspheres were also investigated.

Microfluidic Electrospray 기술을 사용하여 다양한 금속 이온을 가진 가교 알긴산 나트륨 미세구 준비

Microspheres are micrometer-sized particles that can load and gradually release drugs via physical encapsulation or adsorption onto the surface and within ...