Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Non-перемешивалась полимеризации осадков обеспечивает быстрое, воспроизводимое прототипирования подход к синтезу раздражителей-чувствительных поли (N -isopropylacrylamide) микрогелей узким распределением по размерам. В этом синтезе протокола, свет характеристика рассеяния и флуоресценции одного отслеживания частиц этих микрогелей в установке микроскопии широкого поля демонстрируются.
Стимулы чувствительные поли (N -isopropylacrylamide) (PNIPAM) микрогели имеют различные перспективные практического применения и использования в фундаментальных исследованиях. В этой работе мы используем одну частицу отслеживания флуоресцентно меченых PNIPAM микрогелей как витрина для размера настройки микрогелевого быстрым не перемешанной методикой полимеризации осадков. Этот подход хорошо подходит для создания прототипов новых композиций реакции и условий или для приложений, которые не требуют большого количества продукта. Синтез микрогель, размер частиц и определение структуры с помощью динамического и статического рассеяния света подробно описаны в протоколе. Показано, что добавление функциональных сомономеров могут иметь большое влияние на зарождение и структуры частиц. Одно отслеживание частиц по широким полем флуоресцентной микроскопии позволяет исследованию диффузии меченых трассирующих микрогелей в концентрированном матрице немеченого микрогелей, система легко не исследоваласьДругие методы, такие как динамического рассеяния света.
Стимулы чувствительные поли (N -isopropylacrylamide) (PNIPAM) микрогели 1,2 привлекли постоянный интерес в течение последних двух десятилетий из - за их потенциала в различных интеллектуальных приложений. Продемонстрированные случаи использования включают переключаемые стабилизаторов эмульсии 3-8, микролинз 9, культура клеток субстратов для легкого сбора клеток 10,11 и смарт - носителей для низкомолекулярных соединений и других биомедицинских использует 12. С фундаментальной точки зрения исследований эти частицы были доказаны , чтобы быть полезным для изучения предметов , таких как коллоидных взаимодействий 13-15 и полимер-растворитель взаимодействий 16-18.
Успешное использование PNIPAM микрогелей и их производных в любом приложении, как правило, требует знания о среднего размера частиц и ширины распределения частиц по размерам. Для правильной интерпретации результатов эксперимента с участием PNIPAM микрогели, структура частиц, которая может зависеть от функциональных сомономеров, должно быть известно. Динамическое и статическое рассеяние света (DLS и СЛС, соответственно) однозначно подходит для получения этой информации, потому что эти методы быстро и относительно просты в использовании; и они зондировать свойства частиц неинвазивным в их родной среде (дисперсии). DLS и СЛС также собирать данные из огромного числа частиц избежать смещения, возникающего из малых размеров выборки, характерных для методов микроскопии. Таким образом, первая цель этой работы является внедрение хорошей практики в отношении рассеяния света для специалистов-практиков новых к коллоидной характеристике.
Как правило, полимеризация осаждение проводят в лабораторном масштабе и поиск нужных условий реакции для специфических свойств частиц может быть трудоемким и требует много повторений синтеза. В отличие от большого пакетного синтеза, без осадков перемешивают полимеризации 19,20 является арПроцедура APID, в котором партий различных реагентной композиции могут быть полимеризованы одновременно прибыльные частицы узким распределением по размерам. Одновременная полимеризация минимизирует экспериментальное изменение и большой выход означает, что правильные условия реакции могут быть найдены быстро для масштабировании реакции. Следовательно, наша вторая цель состоит в том, чтобы продемонстрировать полезность полимеризации, не размешивают осаждения в прототипирования и в приложениях, которые не требуют большого количества продукта.
Различные аспекты синтеза и характеристики объединяются в примере применения флуоресцентных меченый PNIPAM микрогелей в коллоидной исследования взаимодействия. Здесь мы используем высокоточное отслеживание одной частицы, чтобы исследовать диффузию меченых трассирующих микрогелей в дисперсии немеченых матричных микрогелей в широком диапазоне концентраций матрицы и устранить эффект клетки в концентрированной коллоидной дисперсии. Широкое поле флуоресцентной микроскопии хорошо подходит FOR эта цель, как это может характеризовать специфическое поведение нескольких молекул трассеров среди большого количества потенциально различных видов матриц. Это в отличие от таких методов, как DLS, СЛС и реологии, измеряющих среднее по ансамблю свойств систем и, следовательно, не может разрешить поведение небольшого числа пробных частиц в большой системе. Кроме того, в этом конкретном примере, обычные методы рассеяния света не может быть использовано также в связи с высокой концентрацией частиц, что приводит к сильному многократного рассеяния любой стандартный утрачивает анализ. Использование автоматизированной обработки данных и статистических методов позволяют анализировать поведение системы в целом также для одного отслеживания частиц при усреднении по больших размеров выборки.
1. микрогель Синтез
Примечание: N -isopropylacrylamide (NIPAM) перекристаллизовывают из н-гексана. Другие реагенты использовали в полученном виде.
2. Рассеяние света Характеристика
3. Отслеживание частиц с помощью широкоугольной флуоресцентной микроскопии
Примечание: Tracer и матричные частицы 465 ± 7 нм и 405 ± 7 нм гидродинамических радиусов при 20 ° С, соответственно, были использованы для отслеживания частиц.
Число частиц PNIPAM микрогеля в пакете, и , таким образом , чтобы конечный объем частиц, определяется в начале реакции в течение Гидрофобный methacryloxyethyl красителя со-мономер фаза зарождение 20 тиокарбамоильная родамин влияет на зарожде...
Добавление небольших количеств функционального сомономера может оказывать значительное влияние на размер частиц и структуры PNIPAM полученных микрогелей. Полимеризация пробирка Одновременная мелкосерийное является хорошим методом для уч?...
The authors have nothing to disclose.
The Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) is acknowledged for financial support within the Sonderforschungsbereich SFB 985 "Functional Microgels and Microgel Systems".
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Acetone | VWR Chemicals | KRAF13455 | |
Bisacrylamid | AppliChem | A3636 | |
n-Hexane | Merck | 104374 | |
N-Isopropylacrylamide | Fisher Scientific | AC412785000 | recrystallized from n-hexane |
Methacryloxyethyl thiocarbamoyl rhodamine B | Polysciences | 23591 | |
Potassium peroxodisulfate | Merck | 105091 | |
Silicone oil 47 V 350 | VWR Chemicals | 83851 | |
Toluene | Sigma Aldrich | 244511 | |
F12 Refrigerated/heating circulator | Julabo | 9116612 | |
Microscope | Olympus | IX83 | |
XY(Z) Piezo System | Physik Instrumente | P-545.3R7 | |
100X Oil immersion objective | Olympus | UPLSAPO | |
QuadLine Beamsplitter | AHF Analysentechnik | F68-556T | |
Cobolt Jive 150 laser | Cobolt | 0561-04-01-0150-300 | |
Multimode Fiber | Thorlabs | UM22-600 | |
iXON Ultra 897 EMCCD camera | Andor | DU-897U-CS0-BV | |
Laser goniometer | SLS Systemtechnik | Mark III | |
CF40 Cryo-compact circulator | Julabo | 9400340 | |
Laser goniometer system | ALV GmbH | ALV / CGS-8F | |
Multi-tau corretator | ALV GmbH | ALV-7004 | |
Light scattering electronics | ALV GmbH | ALV / LSE 5004 | |
Photon counting module | PerkinElmer | SPCM-CD2969 | 2 units in pseudo cross-correlation mode |
633 nm HeNe Laser | JDS Uniphase | 1145P | |
F32 Refrigerated/heating circulator | Julabo | 9312632 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены