Name: synthesis of core-shell lanthanide-doped upconversion nanocrystals for cellular applications
Uploaded: 2017-11-10T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Synthesis of Core-shell Lanthanide-doped Upconversion Nanocrystals for Cellular Applications at JoVE.com

Este trabalho foi parcialmente financiado pela NTU-AIT-NAM MUV/16001, RG110/16 (S), (RG 11/13) e (RG 15/35) concedido em Nanyang Technological University, Singapore e Nacional Natural Science Foundation da China (NSFC) (n º 51628201).

atenção: favor consultar todas as fichas de dados de segurança (MSDS) antes do uso. Por favor, use todas as práticas de segurança adequadas ao realizar a síntese de UCNs em alta temperatura (~ 290 ° C), incluindo o uso de controles de engenharia (coifa) e equipamentos de proteção individual (por exemplo, óculos de segurança, luvas, jaleco, comprimento total de calças e sapatos fechados).
 1. síntese de NaYF 4: Yb/Tm/Nd (30/0.5/1%) @NaYF 4: nanocristai...

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	<li>Wang, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tuning+upconversion+through+energy+migration+in+core-shell+nanoparticles.">Tuning upconversion through energy migration in core-shell nanoparticles.</a> Nat Mater. 10 (12), 968-973 (2011).</li><li>Liu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amplified+stimulated+emission+in+upconversion+nanoparticles+for+super-resolution+nanoscopy.">Amplified stimulated emission in upconversion nanoparticles for super-resolution nanoscopy.</a> Nature. 543 (7644), 229-233 (2017).</li><li>Fan, W., Bu, W., Shi, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+The+Latest+Three-Stage+Development+of+Nanomedicines+based+on+Upconversion+Nanoparticles.">On The Latest Three-Stage Development of Nanomedicines based on Upconversion Nanoparticles.</a> Adv Mater. 28 (24), 3987-4011 (2016).</li><li>Zhu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature-feedback+upconversion+nanocomposite+for+accurate+photothermal+therapy+at+facile+temperature.">Temperature-feedback upconversion nanocomposite for accurate photothermal therapy at facile temperature.</a> Nat Commun. 7, 10437-10446 (2016).</li><li>Li, W., Wang, J., Ren, J., Qu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Near-infrared+upconversion+controls+photocaged+cell+adhesion.">Near-infrared upconversion controls photocaged cell adhesion.</a> J Am Chem Soc. 136 (6), 2248-2251 (2014).</li><li>Min, Y., Li, J., Liu, F., Yeow, E. K., Xing, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Near-infrared+light-mediated+photoactivation+of+a+platinum+antitumor+prodrug+and+simultaneous+cellular+apoptosis+imaging+by+upconversion-luminescent+nanoparticles.">Near-infrared light-mediated photoactivation of a platinum antitumor prodrug and simultaneous cellular apoptosis imaging by upconversion-luminescent nanoparticles.</a> Angew Chem Int Ed. 53 (4), 1012-1016 (2014).</li><li>Yang, D., Ma, P., Hou, Z., Cheng, Z., Li, C., Lin, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+advances+in+lanthanide+ion+(Ln(3+))-based+upconversion+nanomaterials+for+drug+delivery.">Current advances in lanthanide ion (Ln(3+))-based upconversion nanomaterials for drug delivery.</a> Chem Soc Rev. 44 (6), 1416-1448 (2015).</li><li>Wang, C., Cheng, L., Liu, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Upconversion+nanoparticles+for+photodynamic+therapy+and+other+cancer+therapeutics.">Upconversion nanoparticles for photodynamic therapy and other cancer therapeutics.</a> Theranostics. 3 (5), 317-330 (2013).</li><li>Li, L. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomimetic+surface+engineering+of+lanthanide-doped+upconversion+nanoparticles+as+versatile+bioprobes.">Biomimetic surface engineering of lanthanide-doped upconversion nanoparticles as versatile bioprobes.</a> Angew Chem Int Ed. 51 (25), 6121-6125 (2012).</li><li>Wang, J., Ming, T., Jin, Z., Wang, J., Sun, L. D., Yan, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photon+energy+upconversion+through+thermal+radiation+with+the+power+efficiency+reaching+16%.">Photon energy upconversion through thermal radiation with the power efficiency reaching 16%.</a> Nat Commun. 5, 5669-5678 (2014).</li><li>Zou, W., Visser, C., Maduro, J. A., Pshenichnikov, M. S., Hummelen, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Broadband+dye-sensitized+upconversion+of+near-infrared+light.">Broadband dye-sensitized upconversion of near-infrared light.</a> Nat Photonics. 6 (8), 560-564 (2012).</li><li>Liu, Y., Tu, D., Zhu, H., Li, R., Luo, W., Chen, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+strategy+to+achieve+efficient+dual-mode+luminescence+of+Eu(3+)+in+lanthanides+doped+multifunctional+NaGdF(4)+nanocrystals.">A strategy to achieve efficient dual-mode luminescence of Eu(3+) in lanthanides doped multifunctional NaGdF(4) nanocrystals.</a> Adv Mater. 22 (30), 3266-3271 (2010).</li><li>Min, Y., Li, J., Liu, F., Padmanabhan, P., Yeow, E. K., Xing, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+Advance+of+Biological+Molecular+Imaging+Based+on+Lanthanide-Doped+Upconversion-Luminescent+Nanomaterials.">Recent Advance of Biological Molecular Imaging Based on Lanthanide-Doped Upconversion-Luminescent Nanomaterials.</a> Nanomaterials. 4 (1), 129-154 (2014).</li><li>Li, X., Zhang, F., Zhao, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lab+on+upconversion+nanoparticles:+optical+properties+and+applications+engineering+via+designed+nanostructure.">Lab on upconversion nanoparticles: optical properties and applications engineering via designed nanostructure.</a> Chem Soc Rev. 44 (6), 1346-1378 (2015).</li><li>Gu, Z., Yan, L., Tian, G., Li, S., Chai, Z., Zhao, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+design+and+fabrication+of+upconversion+nanoparticles+and+their+safe+theranostic+applications.">Recent advances in design and fabrication of upconversion nanoparticles and their safe theranostic applications.</a> Adv Mater. 25 (28), 3758-3779 (2013).</li><li>Dong, H., Sun, L. 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Y., Prasad, P. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light+upconverting+core-shell+nanostructures:+nanophotonic+control+for+emerging+applications.">Light upconverting core-shell nanostructures: nanophotonic control for emerging applications.</a> Chem Soc Rev. 44 (6), 1680-1713 (2015).</li><li>Yang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+and+in+vivo+uncaging+and+bioluminescence+imaging+by+using+photocaged+upconversion+nanoparticles.">In vitro and in vivo uncaging and bioluminescence imaging by using photocaged upconversion nanoparticles.</a> Angew Chem Int Ed. 51 (13), 3125-3129 (2012).</li><li>Sedlmeier, A., Gorris, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+modification+and+characterization+of+photon-upconverting+nanoparticles+for+bioanalytical+applications.">Surface modification and characterization of photon-upconverting nanoparticles for bioanalytical applications.</a> Chem Soc Rev. 44 (6), 1526-1560 (2015).</li><li>Hu, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Near+infrared+light-mediated+photoactivation+of+cytotoxic+Re(I)+complexes+by+using+lanthanide-doped+upconversion+nanoparticles.">Near infrared light-mediated photoactivation of cytotoxic Re(I) complexes by using lanthanide-doped upconversion nanoparticles.</a> Dalton Trans. 45 (36), 14101-14108 (2016).</li><li>Nagel, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Channelrhodopsin-2,+a+directly+light-gated+cation-selective+membrane+channel.">Channelrhodopsin-2, a directly light-gated cation-selective membrane channel.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 100 (24), 13940-13945 (2003).</li><li>Ai, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Remote+Regulation+of+Membrane+Channel+Activity+by+Site-Specific+Localization+of+Lanthanide-Doped+Upconversion+Nanocrystals.">Remote Regulation of Membrane Channel Activity by Site-Specific Localization of Lanthanide-Doped Upconversion Nanocrystals.</a> Angew Chem Int Ed. 56 (11), 3031-3035 (2017).</li><li>Xie, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+metabolic+labeling+of+sialoglycans+in+the+mouse+brain+by+using+a+liposome-assisted+bioorthogonal+reporter+strategy.">In vivo metabolic labeling of sialoglycans in the mouse brain by using a liposome-assisted bioorthogonal reporter strategy.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 113 (19), 5173-5178 (2016).</li><li>Bansal, A., Zhang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photocontrolled+nanoparticle+delivery+systems+for+biomedical+applications.">Photocontrolled nanoparticle delivery systems for biomedical applications.</a> Acc Chem Res. 47 (10), 3052-3060 (2014).</li><li>Yang, Y., Aw, J., Xing, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanostructures+for+NIR+light-controlled+therapies.">Nanostructures for NIR light-controlled therapies.</a> Nanoscale. 9 (11), 3698-3718 (2017).</li><li>Ai, X., Mu, J., Xing, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+Advances+of+Light-Mediated+Theranostics.">Recent Advances of Light-Mediated Theranostics.</a> Theranostics. 6 (13), 2439-2457 (2016).</li></ol>

Este artigo apresentou um método para a síntese de nanocristais de núcleo-casca dopado com lantanídeos upconversion (UCNs) e sua modificação da superfície com partes funcionais para aplicativos de celulares. Este romance nanomaterial possui excelentes propriedades ópticas, que podem emitir luz UV e visível em cima da excitação de luz de NIR através de um processo multi fóton upconversion. Neste protocolo, as núcleo-casca UCNs nanoestruturas (NaYF4: Yb/Tm/Nd (30/0.5/1%)@NaYF4: Nd (20 %)...

Nos últimos anos, nanocristais dopado com lantanídeos upconversion (UCNs) têm sido amplamente utilizados como uma alternativa aos corantes orgânicos convencionais e pontos quânticos em aplicações biomédicas, que se baseiam principalmente na sua excelente química e propriedades ópticas, incluindo o excelente biocompatibilidade, alta resistência ao fotobranqueamento e largura de banda estreita de emissão1,2,3. Mais importante, eles podem servir como um promissor nanotransducer com tecido excelente penetração profundidade na vivo para converter a excitação de infravermelho próximo (NIR) para uma ampla gama de emissões de UV, visível e as regiões NIR através de um fóton multi upconversion processo4,5. Essas propriedades exclusivas faça dopado com lantanídeos UCNs servir como um vetor particularmente promissor para detecção biológica, imagem biomédica e doenças theranostics6,7,8.
Os componentes gerais de UCNs baseiam-se principalmente sobre os íons lantanídeos dopados na matriz isolante de host contendo um sensibilizador (por exemplo, Yb3 +,3 +Nd) e um ativador (por exemplo, Tm3 +, Er3 +, Ho 3 +) dentro do cristal homogeneamente9. A emissão ótica diferente dos nanocristais é atribuída à transição eletrônica localizada dentro os 4 orbitaisf dos dopantes lantanídios devido a sua escada, como arranjado energia nível10. Portanto, é fundamental para controlar com precisão o tamanho e morfologia de UCNs sintetizados com dopantes multicomponente lantanídeos. Por certo, alguns métodos promissores foram bem estabelecidos para a preparação de UCNs dopado com lantanídeos, incluindo a decomposição térmica de alta temperatura co-precipitação, síntese hidrotermal, processamento sol-gel, etc.11 , 12 , 13 entre essas abordagens, o método de co-precipitação de alta temperatura é uma das estratégias mais populares e convenientes para a síntese de UCNs, que pode ser estritamente controlada para preparar desejado nanocristais de alta qualidade com forma uniforme e distribuição de tamanho em um relativamente curto tempo de reação e de baixo custo14. No entanto, maioria das nanoestruturas sintetizadas por esse método são principalmente tampadas com ligantes hidrofóbicas, tais como o ácido oleico e oleylamine, que geralmente dificultam sua bioapplication mais devido o limitada de solubilidade de ligante hidrofóbicas em solução aquosa 15. portanto, é necessário executar técnicas de modificação de superfície adequado para preparar UCNs biocompatíveis em aplicações biológicas in vitro e em vivo.
Aqui, apresentamos o procedimento experimental detalhado para a síntese de nanoestruturas de UCNs núcleo-casca através do método de co-precipitação de alta temperatura e uma técnica de modificação viável para funcionalizar polímero biocompatível na superfície de UCNs mais aplicativos de celulares. Este nanoplatform de UCNs incorpora três íons lantanídeos (Yb3 +3 +Nd e Tm3 +) na nanocristais de adquirir forte emissão azul (~ 480 nm) após excitação luz de NIR em 808 nm, que tem maior profundidade de penetração no tecido vivo. É sabido que Nd3 +-UCNs dopados exibir efeitos de absorção e superaquecimento de água minimizado na janela espectral (808 nm) em comparação com UCNs convencionais em cima de 980 nm irradiação16,17, 18. Além disso, para utilizar os UCNs em sistemas biológicos, os ligantes hidrofóbicos (ácido oleico) na superfície de UCNs em primeiro lugar são removidos pelo sonication em solução ácida19. Então os ligante livre UCNs são modificados com um polímero biocompatível (ácido poliacrílico, PAA) para adquirir grande solubilidade em soluções aquosas de20. Além disso, como um prova de conceito em aplicativos de celulares, os UCNs hidrofílicos são ainda mais acrescidas com ligantes moleculares (dibenzyl cyclooctyne, DBCO) para uma localização específica no N3-com a tag da membrana celular. A luz NIR (808 nm) irradiação, a emissão de upconverted azul em 480 nm pode efetivamente ativar uma proteína canal dependentes de luz, channelrhodopsins-2 (ChR2), na superfície de células e, assim, facilitar o afluxo de cátion (por exemplo, íon de Ca2 + ) através da membrana das células vivas.
Este protocolo de vídeo fornece uma metodologia viável para síntese de UCNs dopado com lantanídeos, modificação da superfície biocompatível e UCNs bioapplication em células vivas. Quaisquer diferenças nas técnicas de síntese e reagentes químicos usados no crescimento de nanocrystal influenciará os espectros tamanho distribuição, morfologia e upconversion luminescência (UCL) de nanoestruturas de UCNs finais usados em experimentos de célula. Este protocolo detalhado vídeo está disposto a ajudar novos pesquisadores neste campo para melhorar a reprodutibilidade de UCNs com o método de co-precipitação de alta temperatura e evitar os erros mais comuns na modificação da superfície UCNs biocompatível para mais aplicativos de celulares.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>1-Octadecene</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>O806</td>
			<td>Technical grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>oleic acid</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>364525</td>
			<td>Technical grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A412</td>
			<td>Technical grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A405</td>
			<td>Technical grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A18</td>
			<td>Technical grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hexane</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>H292</td>
			<td>Technical grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thulium (III) acetate hydrate (Tm(CH3CO2)3)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>367702</td>
			<td>99.9% trace metals basis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neodymium (III) acetate hydrate (Nd(CH3CO2)3)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>325805</td>
			<td>99.9% trace metals basis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ytterbium (III) acetate hydrate (Yb(CH3CO2)3)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>326011</td>
			<td>99.9% trace metals basis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Yttrium(III) acetate hydrate (Y(CH3CO2)3)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>326046</td>
			<td>99.9% trace metals basis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium hydroxide (NaOH)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>S5881</td>
			<td>reagent grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium fluoride (NH4F)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>338869</td>
			<td>ACS reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrogen chloride (HCl)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A144</td>
			<td>reagent grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>polyacrylic acid (PAA)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>323667</td>
			<td>average Mw 1800</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1-Hydroxybenzotriazole hydrate (HOBT)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>54802</td>
			<td>ACS reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride (EDC)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>E7750</td>
			<td>commercial grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dibenzocyclooctyne-amine (DBCO-NH2)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>761540</td>
			<td>ACS reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N,N-Diisopropylethylamine (DIPEA)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>D125806</td>
			<td>ACS reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl sulfoxide (DMSO)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP231</td>
			<td>Technical grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEK293 cell line</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>CRL-1573</td>
			<td>human embryonic kidney</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum (FBS)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>F1051</td>
			<td>ACS reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin-Streptomycin</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>15140122</td>
			<td>10,000 U/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>plasmid (pCAGGS-ChR2-Venus)</td>
			<td>Addgene</td>
			<td>15753</td>
			<td>Plasmid sent as bacteria in agar stab</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s Modified Eagle Medium (DMEM)</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>11965092</td>
			<td>High glucose</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>opti-Modified Eagle Medium (MEM)</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>51985034</td>
			<td>Reduced Serum Media</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lipofectamine 3000 Transfection Reagent</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>L3000015</td>
			<td>Lipid-Based Transfection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-Azidoacetylmannosamine, Acetylated (Ac4ManNAz)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>A7605</td>
			<td>ACS reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin-EDTA (0.25%)</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>25200056</td>
			<td>Phenol red</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rhod-3 AM Calcium Imaging Kit</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>R10145</td>
			<td>Fluorescence dye</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5-carboxytetramethylrhodamine-azide (Rhod-N3)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>760757</td>
			<td>Azide-fluor 545</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Confical dish</td>
			<td>ibidi GmbH</td>
			<td>81158</td>
			<td>Glass Bottom, 35 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50 ml conical centrifuge tubes</td>
			<td>Greiner Bio-One</td>
			<td>227261</td>
			<td>Polypropylene</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15 ml conical centrifuge tubes</td>
			<td>Greiner Bio-One</td>
			<td>188271</td>
			<td>Polypropylene</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.5 ml conical microcentrifuge tubes</td>
			<td>Greiner Bio-One</td>
			<td>616201</td>
			<td>Polypropylene</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phenylmethyl silicone oil</td>
			<td>Clearco Products</td>
			<td>63148-52-7</td>
			<td>Less than 320 degrees Celsius</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass thermometer</td>
			<td>GH Zeal</td>
			<td>L0111/10</td>
			<td>From -10 to 360 degrees Celsius</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>12-well plate</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>Z707775</td>
			<td>Polystyrene</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

synthesis of core-shell lanthanide-doped upconversion nanocrystals for cellular applications

Nanocristais dopado com lantanídeos upconversion (UCNs) têm atraído muita atenção nos últimos anos, com base em suas propriedades ópticas promissoras e controláveis, que permitem a absorção de luz de infravermelho próximo (NIR) e posteriormente podem convertê-lo em multiplexados de emissões que se estendem sobre uma escala larga das regiões de UV para o visível para o NIR. Este artigo apresenta detalhados procedimentos experimentais para a síntese de co-precipitação de alta temperatura de núcleo-casca UCNs que incorporar íons lantanídeos diferentes em nanocristais para converter eficientemente a excitação de NIR penetrável de tecidos profundos (808 nm) em uma forte emissão azul em 480 nm. Controlando a modificação da superfície com polímero biocompatível (ácido poliacrílico, PAA), os preparado como UCNs adquire grande solubilidade em soluções tampão. Os nanocristais hidrofílicos são ainda mais acrescidas com ligantes específicos (cyclooctyne, dibenzyl, DBCO) para a localização na membrana celular. A luz NIR (808 nm) a irradiação, a emissão de upconverted azul pode efetivamente ativar a proteína de canais dependentes de luz sobre a membrana celular e regulam especificamente o influxo de cátion (por exemplo, Ca2 +) no citoplasma. Este protocolo fornece uma metodologia viável para a síntese de núcleo-casca dopado com lantanídeos UCNs e subsequente modificação da superfície biocompatível para mais aplicativos de celulares.

O processo de síntese esquemática do núcleo-casca dopado com lantanídeos UCNs são mostrados na Figura 1 e Figura 2. A microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e imagens de microscopia eletrônica (HRTEM) de transmissão de alta resolução do núcleo e núcleo-shell UCNs nanoestruturas foram coletadas respectivamente (Figura 1). Os ligante livre UCNs são preparados através da remoção do...

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Synthesis of Core-shell Lanthanide-doped Upconversion Nanocrystals for Cellular Applications

Síntese de Core-shell Lanthanide dopados com nanocristais de Upconversion para aplicativos de celulares

Um protocolo é apresentado para a síntese de nanocristais de núcleo-casca dopado com lantanídeos upconversion (UCNs) e seus aplicativos de celulares para regulamento de proteína canal sobre iluminação de infravermelho próximo (NIR).

Lanthanide-doped upconversion nanocrystals (UCNs) have attracted much attention in recent years based on their promising and controllable optical ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

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Synthesis of Cd-free InP/ZnS Quantum Dots Suitable for Biomedical Applications

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