Name: synthesis of monodisperse cylindrical nanoparticles via crystallization-driven self-assembly of biodegradable block copolymers
Uploaded: 2019-06-20T15:00:00
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1. トルエンの乾燥
注:乾燥した溶剤の塔へのアクセス権を持っている場合は、5つの凍結ポンプ融解サイクルによってトルエンとドガを収集します。
<ol><li>250 mLシュレンクフラスコで250mLシュレンクフラスコで48時間真空下で乾燥3Å分子シーブを48時間、グローブボックスに移します。</li>
	<li>オーブンで2つのアンプルを一晩150°Cで乾燥させ、グローブボックスに移します?...

<ol>
	<li>Geng, 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=Shape+effects+of+filaments+versus+spherical+particles+in+flow+and+drug+delivery.">Shape effects of filaments versus spherical particles in flow and drug delivery.</a> Nature Nanotechnology. 2, 249 (2007).</li><li>Won, Y. -. Y., Davis, H. T., Bates, F. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Giant+Wormlike+Rubber+Micelles.">Giant Wormlike Rubber Micelles.</a> Science. 283 (5404), 960-963 (1999).</li><li>Mai, Y., Eisenberg, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-assembly+of+block+copolymers.">Self-assembly of block copolymers.</a> Chemical Society Reviews. 41 (18), 5969-5985 (2012).</li><li>Charleux, B., Delaittre, G., Rieger, J., D&#8217;Agosto, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymerization-Induced+Self-Assembly:+From+Soluble+Macromolecules+to+Block+Copolymer+Nano-Objects+in+One+Step.">Polymerization-Induced Self-Assembly: From Soluble Macromolecules to Block Copolymer Nano-Objects in One Step.</a> Macromolecules. 45 (17), 6753-6765 (2012).</li><li>Gilroy, J. B., 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=Monodisperse+cylindrical+micelles+by+crystallization-driven+living+self-assembly.">Monodisperse cylindrical micelles by crystallization-driven living self-assembly.</a> Nature Chemistry. 2, 566 (2010).</li><li>Boott, C. E., 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=Probing+the+Growth+Kinetics+for+the+Formation+of+Uniform+1D+Block+Copolymer+Nanoparticles+by+Living+Crystallization-Driven+Self-Assembly.">Probing the Growth Kinetics for the Formation of Uniform 1D Block Copolymer Nanoparticles by Living Crystallization-Driven Self-Assembly.</a> ACS Nano. 12 (9), 8920-8933 (2018).</li><li>G&#228;dt, T., Ieong, N. S., Cambridge, G., Winnik, M. A., Manners, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complex+and+hierarchical+micelle+architectures+from+diblock+copolymers+using+living,+crystallization-driven+polymerizations.">Complex and hierarchical micelle architectures from diblock copolymers using living, crystallization-driven polymerizations.</a> Nature Materials. 8, 144 (2009).</li><li>Wang, X., Guerin, G., Wang, H., Wang, Y., Manners, I., Winnik, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cylindrical+Block+Copolymer+Micelles+and+Co-Micelles+of+Controlled+Length+and+Architecture.">Cylindrical Block Copolymer Micelles and Co-Micelles of Controlled Length and Architecture.</a> Science. 317 (5838), (2007).</li><li>Sch&#246;bel, J., Karg, M., Rosenbach, D., Krauss, G., Greiner, A., Schmalz, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patchy+Wormlike+Micelles+with+Tailored+Functionality+by+Crystallization-Driven+Self-Assembly:+A+Versatile+Platform+for+Mesostructured+Hybrid+Materials.">Patchy Wormlike Micelles with Tailored Functionality by Crystallization-Driven Self-Assembly: A Versatile Platform for Mesostructured Hybrid Materials.</a> Macromolecules. 49 (7), 2761-2771 (2016).</li><li>Arno, M. C., 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=Precision+Epitaxy+for+Aqueous+1D+and+2D+Poly(&#949;-caprolactone)+Assemblies.">Precision Epitaxy for Aqueous 1D and 2D Poly(&#949;-caprolactone) Assemblies.</a> Journal of the American Chemical Society. 139 (46), 16980-16985 (2017).</li><li>Sun, 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=Tuning+the+Size+of+Cylindrical+Micelles+from+Poly(l-lactide)-b-poly(acrylic+acid)+Diblock+Copolymers+Based+on+Crystallization-Driven+Self-Assembly.">Tuning the Size of Cylindrical Micelles from Poly(l-lactide)-b-poly(acrylic acid) Diblock Copolymers Based on Crystallization-Driven Self-Assembly.</a> Macromolecules. 46 (22), 9074-9082 (2013).</li><li>Fan, B., 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=Crystallization-driven+one-dimensional+self-assembly+of+polyethylene-b-poly(tert-butylacrylate)+diblock+copolymers+in+DMF:+effects+of+crystallization+temperature+and+the+corona-forming+block.">Crystallization-driven one-dimensional self-assembly of polyethylene-b-poly(tert-butylacrylate) diblock copolymers in DMF: effects of crystallization temperature and the corona-forming block.</a> Soft Matter. 12 (1), 67-76 (2016).</li><li>He, W. -. N., Zhou, B., Xu, J. -. T., Du, B. -. Y., Fan, Z. -. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two+Growth+Modes+of+Semicrystalline+Cylindrical+Poly(&#949;-caprolactone)-b-poly(ethylene+oxide)+Micelles.">Two Growth Modes of Semicrystalline Cylindrical Poly(&#949;-caprolactone)-b-poly(ethylene oxide) Micelles.</a> Macromolecules. 45 (24), 9768-9778 (2012).</li><li>Patra, S. K., 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=Cylindrical+Micelles+of+Controlled+Length+with+a+&#960;-Conjugated+Polythiophene+Core+via+Crystallization-Driven+Self-Assembly.">Cylindrical Micelles of Controlled Length with a &#960;-Conjugated Polythiophene Core via Crystallization-Driven Self-Assembly.</a> Journal of the American Chemical Society. 133 (23), 8842-8845 (2011).</li><li>Kynaston, E. L., Nazemi, A., MacFarlane, L. R., Whittell, G. R., Faul, C. F. J., Manners, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Uniform+Polyselenophene+Block+Copolymer+Fiberlike+Micelles+and+Block+Co-micelles+via+Living+Crystallization-Driven+Self-Assembly.">Uniform Polyselenophene Block Copolymer Fiberlike Micelles and Block Co-micelles via Living Crystallization-Driven Self-Assembly.</a> Macromolecules. 51 (3), 1002-1010 (2018).</li><li>Rizis, G., Mvan de Ven, T. G., Eisenberg, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Crystallinity-driven+morphological+ripening+processes+for+poly(ethylene+oxide)-block-polycaprolactone+micelles+in+water.">Crystallinity-driven morphological ripening processes for poly(ethylene oxide)-block-polycaprolactone micelles in water.</a> Soft Matter. 10 (16), 2825-2835 (2014).</li><li>Jin, X. -. H., 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=Long-range+exciton+transport+in+conjugated+polymer+nanofibers+prepared+by+seeded+growth.">Long-range exciton transport in conjugated polymer nanofibers prepared by seeded growth.</a> Science. 360 (6391), (2018).</li><li>Rizis, G., van&#8197;de&#8197;Ven, T. G. M., Eisenberg, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=&#8220;Raft&#8221;+Formation+by+Two-Dimensional+Self-Assembly+of+Block+Copolymer+Rod+Micelles+in+Aqueous+Solution.">&#8220;Raft&#8221; Formation by Two-Dimensional Self-Assembly of Block Copolymer Rod Micelles in Aqueous Solution.</a> Angewandte Chemie International Edition. 53 (34), 9000-9003 (2014).</li><li>Qiu, H., 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=Uniform+patchy+and+hollow+rectangular+platelet+micelles+from+crystallizable+polymer+blends.">Uniform patchy and hollow rectangular platelet micelles from crystallizable polymer blends.</a> Science. 352 (6286), 701 (2016).</li><li>Zhou, H., Lu, Y., Yu, Q., Manners, I., Winnik, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monitoring+Collapse+of+Uniform+Cylindrical+Brushes+with+a+Thermoresponsive+Corona+in+Water.">Monitoring Collapse of Uniform Cylindrical Brushes with a Thermoresponsive Corona in Water.</a> ACS Macro Letters. 7 (2), 166-171 (2018).</li></ol>

三重合体共重合体PCL50-PMMA10-PDMA200の合成および生きているCDSAが概説されている。厳しい条件が必要ですが、ε-カプロラクトンのリング開口部重合は、MMAおよびDMAの鎖延長の成功を可能にした優れた特性を有するポリマーを与えた。これらのポリマーは自己播種に成功し、LN 98 nmの種子粒子に超音波処理された円筒状ミセルの純粋な相を得た。ユニマーの...

シリンダー、繊維、チューブなどの1次元(1D)ナノ構造は、様々な分野で注目を集めています。その中でも、ポリマー科学における彼らの人気は、その豊富な特性に起因しています。例えば、Geng et al.は、フィロミセルが球状のモデルの血流中の滞留時間が球状に比べて10倍増加することを実証し、ウォンらはポリブタジエン-b-ポリ(エチレンオキシド)繊維であることを明らかにした。分散は、地質学的測定1、2の間にコアの架橋時に2桁のストレージモジュラスの増加を示します。興味深いことに、これらのシステムの多くは、ブロック共重合体の自己組織化を介して合成され、これは、溶媒切り替えおよび薄膜水分補給3のより伝統的な方法を介して、またはそのようなより高度な方法を介して行われます。重合誘発自己組立および結晶化駆動自己アセンブリ(CDSA)4、5.各技術は独自の利点を持っていますが、CDSAだけが均一で制御可能な長さの分布を持つ剛性粒子を生成することができます。
ギルロイらによる先駆的な研究は、ヘキサン中の長いポリフェロセニルシラン-b-ポリジメチルシロキサン(PFS-PDMS)シリンダーを形成し、軽度の超音波処理を使用する場合、低い輪郭長分散性を持つ非常に短いシリンダー(Ln)を形成した。一般的な溶媒中にジブロック共重合体鎖の所定量を添加すると、1.03と低いLnを有する様々な長さの円筒を5,6を合成した。マナーグループによるさらなる作業は、非常に複雑で階層的な構造を形成するために使用することができるPFSシステムで可能な高度な制御を強調しました:ブロックコミセル、スカーフ形とダンベルミセルは、いくつかの7を名前を付けます。8.これらのデモンストレーションに続いて、研究者は、半結晶性商品ポリマー(ポリエチレン、ポリカプロラクトロン)、ポリラクチド)9、10を含むCDSAのための他の、より機能的なシステムを調査しました。 ,11,12,13および伝導ポリマー(ポリ(3-ヘキシルチオフェン))、ポリセレンフェレン)14,15.迅速かつ効率的に組み立てることができるジブロック共重合体システムのこのツールボックスを装備し、研究者は、近年16年でより多くのアプリケーション駆動型の研究を行っています。 Jinらは、ポリチオフェインブロック共重合体中の数百ナノメートルのエキシトン拡散長を実証し、我々のグループは、円筒状の構造体を含むポリ(ε-カプロラクトン)(PCL)からのゲルの形成を実証した10、 17.
これは強力な手法ですが、CDSA には制限があります。ブロック共重合体は、半結晶成分と低分散値とハイエンドグループのフィデリティを有する必要があります。低次ブロック汚染物質は、粒子凝集を引き起こすか、または形態の変化を誘発する可能性があります 18,19.これらの制限により、生体重合が使用されます。しかし、前述の特性を有するポリマーを実現するためには、重要な試薬精製、乾燥手順、水/酸素フリー環境が必要です。これを克服するシステムの設計が試みられています。例えば、PFSブロック共重合体は、クリック化学を用いてポリマー鎖を結合する20を用いて形成されている。得られた円筒状ナノ粒子は例示的な特性を示しているが、ブロック共重合体は典型的には、準備サイズ排除クロマトグラフィーによって精製され、PFSの合成は依然として生きているアニオンの使用を必要とする重合。我々のグループは最近、PCLの生きているCDSAを実現し、その成功は生きている有機塩基触媒リング開合重合(ROP)および可逆的な付加断片化鎖伝達(RAFT)重合10の両方を使用して回った。この方法はより簡単ですが、生きている重合は依然として必要です。
この分野は、より応用主導型の研究に向かっており、生きている重合に関連する問題のために、ポリマー合成と自己組織化プロトコルの概要が将来の科学的研究に有利になると考えられています。したがって、この原稿では、PCL-b-PMMA-b-PDMA共重合体の完全な合成および自己組織化が概説されている。乾燥技術は、ε-カプロラクトロンの有機性ROPの文脈で強調表示され、MMAおよびDMAのその後のRAFT重合が概説される。最後に、エタノール中のこのポリマーの生きたCDSAプロトコルが提示され、不十分な実験技術による特性データの一般的な誤りが批判される。

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>2,2&#39;-azobisisobutyrnitrile</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>250 mL ampoule</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>250 mL two neck RBF</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ampoule (25 mL)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B19 tap</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B24 stopper</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Basic Alumina</td>
			<td>Fluka</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buchner Flask</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buchner Funnel</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Caclium Hydride</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cannulae</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>caprolactone</td>
			<td>Arcos Organics</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chain Transfer Agent</td>
			<td>Made in House</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Conical Flask (multiple sizes)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dessicator</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diethyl Ether</td>
			<td>Merck</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dioxane</td>
			<td>Fisher</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>diphenylphosphate</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Distillation Condenser</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>Fisher</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter Paper (multiple sizes)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gel Permeation Chrmoatography Instrument</td>
			<td>Agilent Technologies Infinity 1260 II</td>
			<td></td>
			<td>Running DMF at 50 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glovebox</td>
			<td>Mbraun, Unilab</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hotplate</td>
			<td>IKA, RCT basic</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mercury Thermometer</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methyl Methacrylate</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Molecular seives</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>MS/1030/53</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N,N-dimethyl acrylamide</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NMR spectrometer</td>
			<td>Bruker 400 MHz</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphorus pentoxide</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RBF (multiple sizes)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Schlenk Cap (B24)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Schlenk Flask (250 mL)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Schlenk Line</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sonication Probe</td>
			<td>Bandelin Sonoplus</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Suba Seal (multiple sizes)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TEM grids</td>
			<td>EmResolutions, Formvar/carbon film 300 mesh copper</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>THF</td>
			<td>Merck</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>three neck adaptor</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Toluene</td>
			<td>Fisher</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transmission Electron Microscope</td>
			<td>Jeol 2100</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

synthesis of monodisperse cylindrical nanoparticles via crystallization-driven self-assembly of biodegradable block copolymers

単分散円筒ミセルの製造は、ポリマー化学における重要な課題である。ジブロック共重合体から形成されるほとんどの円筒形構造は、薄膜の水分補給、溶媒スイッチングまたは重合誘発自己アセンブリの3つの技術のいずれかによって生成され、柔軟なポリ分散シリンダのみを生成します。結晶化駆動自己集合体(CDSA)は、結晶性コアの形成に起因する低曲率の構造を安定化させることにより、これらの特性を有するシリンダを製造することができる方法である。しかし、ほとんどのコア形成ブロックが形成される生きている重合技術は些細なプロセスではなく、CDSAプロセスが間違って行われた場合、不十分な結果をもたらす可能性があります。ここで、簡易試薬からの円筒ナノ粒子の合成が示されている。リン酸ジフェニルによって触媒されたε-カプロラクトンのリング開口重合前の試薬の乾燥および精製について説明する。このポリマーは、その後、可逆的添加断片化鎖転写(RAFT)重合を用いてN、N-ジメチルアクリルアミド(DMA)に続いてメチルメタクリレート(MMA)によって鎖延長され、CDSAを受けることができるトリブロック共重合体を与えるエタノール。生きているCDSAプロセスは概説され、その結果は長さ500 nmまでの円筒形ナノ粒子および1.05の低い長さの分散を得る。これらのプロトコルは、他の人が円筒形のナノ構造を生成し、将来的にCDSAの分野を高めることを可能にすることが期待されます。

PCLを1HNMR分光法およびゲル透過クロマトグラフィー(GPC)により分析した。1HNMRスペクトルは、3.36ppmおよび4.08 ppmの共振の比較により、50の重合(DP)の程度を得たが、これは、末端群エチルプロトンおよびインチェーンエステルα-プロトンにそれぞれ対応する(図1b)。これにより、GPCによって得られた分子量値の検証を行い、単一ピー?...

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

結晶化駆動自己アセンブリ(CDSA)は、狭い長さの分布の円筒形ナノ構造を製造するユニークな能力を表示します。ε-カプロラクトロンおよびメチルメタクリレートおよびN、N-ジメチルアクリルアミドのその後の鎖拡張の有機カプタライズリング開合重合が実証される。長さ500 nmまでの単分散シリンダーを生成する生きているCDSAプロトコルが概説される。

生分解性ブロック共重合体の結晶化駆動自己組織化による単分散円筒ナノ粒子の合成

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

当社のプロトコルは、リングオープニングとRAFTの両方の重合に焦点を当て、リビング結晶駆動型自己集合を使用して制御された長さのブロックコポリマーシリンダーを製造します。リング開きとRAFTの両方の重合の組み合わせにより、半結晶性および機能的領域の両方を有するポリマーの製造が可能になります。これにより、CDSA のフィールドが他の潜在的なアプリケーションに表示されます。プロトコルの成功は、開始試薬の乾燥の周りに解決します。乾燥手順が始まったら、システムが大気に接触しないようにしてください。この方法では、空気に敏感な化学技術の知識が必要です。これらの実践をビデオ形式にコミットすることで、研究者は実践的な経験の欠如から妨げることなく新しいアイデアを導入する自由を得ると考えています。まず、すべてのガラス製品を転送し、ベンチに一晩摂氏150度のオーブンで乾燥させたバーをかき混ぜます。2つの首250ミリリットルの丸底フラスコを、スタームバーを装備し、攪拌プレートの上のスタンドにクランプし、小さな首に気密タップを固定します。フラスコに100ミリリットルのイプシロンカプロラクトンを加える。丸底フラスコを1つの首のタップを通して窒素ラインに接続します。3つのpsiで窒素の安定した流れの下で、一次首を通してフラスコに水素化カルシウム1グラムを加えます。2番目の首にガラスストッパーを装着し、窒素雰囲気下で室温で一晩かき混ぜます。フラスコをシュレンクラインに攻撃し、窒素の安定した流れに開きます。イプシロンカプロラクトンラウンドボトムフラスコを1つのスタンドにクランプし、もう一方のスタンドにもう一方の丸底フラスコをクランプして、2つのスタンドに真空蒸留装置を組み立てます。システム内の窒素の流れを安定して維持し、水がシステムに入らないようにします。サートヘッドに温度計を挿入し、所定の位置に密封します。アダプターをシュレンクラインに接続します。窒素の流れをオフにし、システムを開いて、シュレンクラインへのこの新しい接続を通して真空します。イプシロンカプロラクトンを60〜80度の加熱マントルで加熱し、最初の5ミリリットルを小さな丸底フラスコに、残りを2つの首の丸底フラスコに集めます。フラスコを液体窒素に入れ、カプロラクトンを効果的に凝縮します。プロセスをスピードアップするには、綿毛とホイルで蒸留装置を包みます。2つの首のラウンドボトムフラスコにシュレンクラインを取り付けます。ラインを120秒間真空にし、窒素に10秒間、合計3回、ラインをパージします。ラインとシステムを窒素に開きます。その後、回収フラスコに水素化カルシウム1グラムを加え、ストッパーでフィットし、窒素雰囲気下で一晩かき混ぜます。一方、過剰な水素化カルシウムを10ミリリットルのイソプロパノールを滴下添加し、続いて5ミリリットルのメタノールを添加して処分する。バブリングが停止したら、余分な水を加えます。蒸留装置をアセトンでリンスし、オーブンに一晩入れます。午前中は、一度終了したモノマーに水素化カルシウムを添加せずに、再度真空蒸留を繰り返します。その後、フラスコを窒素に開放し、カニューレを介してアンプルにカプロラクチンを移管し始める。アンプルをグローブボックスに移します。グローブボックスにストックソリューションを準備します。3つの別々のバイアルに、0.011グラムのヒドロキシル連鎖移動剤を開始剤として、0.01グラムのジフェニルリン酸、触媒として、そして乾燥モノマー、カプロラクチンの0.25グラムを加える。各イニシエーターと触媒バイアルに0.5ミリリットルのトルエンを加え、試薬が溶解するまで穏やかに攪拌する。次に、イニシエーターとジフェニルリン酸ストック溶液を1つのバイアルに混ぜ、攪拌棒を加えます。攪拌機にバイアルを固定し、適度な攪拌に速度を調整し、モノマー溶液をイニシエータ触媒バイアルに加えます。バイアルに蓋をし、室温で8時間かき混ぜます。次に、グローブボックスからバイアルを取り出し、すぐにパスツールピペットを使用して混合物を追加し、ドロップワイズ、過剰の冷たいジエチルエーテルに、沈殿させる。ブフナー漏斗を介して、白色固体を濾過し、周囲の大気中で乾燥し、テトラヒドロフランの1ミリリットルに溶解する。ジエチルエーテルでさらに2回沈殿し、十分に乾燥する。まず、3ミリリットルのシリンジにいくつかの基本的なアルミナプラグを準備します。ダイオキシンとMMAを別々のバイアルにフィルターして、安定剤を取り除きます。以前に合成されたPCLの0.5グラム、MMAの0.424グラムの重量を量り、ダイオキシンの2ミリリットルをバイアルに測定し、溶解することを許可する。1ミリリットル当たり10ミリグラムの純粋なAIBNストック溶液を調製し、ピペット139マイクロリットルを反応混合物に入れます。攪拌バーを装備したアンプルに混合物を転送し、シールします。次に、アンプルをシュレンクラインに取り付け、液体窒素に入れる。溶液が凍結したら、真空ゲージがマイナス1ミリバールに10回読み取られるまで真空にアンプルを導入します。アンプルを閉じ、完全に解凍することができます。このフリーズポンプ解凍サイクルをさらに2回繰り返します。最後のサイクルが完了したら、アンプルに窒素を詰め戻し、予熱したオイルバスに摂氏65度で4時間置きます。変換を監視するには、オイルバスからアンプルを取得し、窒素の流れの下でスーパーシール用キャップを切り替え、2滴を抽出し、バイアルで600マイクロリットルの重水素クロロホルムと混合し、NMRチューブに移します。サンプルをNMR機器のオートサンプラーに移して、プロトンスペクトルを実行します。窒素の安定した流れの下でキャップを交換し、オイルバスに戻します。さて、オイルバスで加熱したアンプルを凍結するまで液体窒素に入れ、次に煙のフードにアンプルを開けて重合を1分間クエンチします。次に、滴下して混合物を膨大な過剰の冷たいジエチルエーテルに加えて沈殿させる。ブフナー濾過により分離し、乾燥させる。ポリマーとテトラヒドロフランを溶解し、さらに2倍沈殿する。ポリマーを十分に乾燥させて、プロトンNMR分光法およびSEC分析を行います。生成されたPCL-PMMAの0.5グラム、DMAの1.406グラム、ダイオキシンの2ミリリットル、および1ミリリットルAIBNとダイキサンあたり10ミリグラムの111マイクロリットルでこの手順を繰り返します。70°Cで重合を1時間加熱し、反応混合物を冷たいジエチルエーテルに3回沈殿させる。生成されたトリブロックコポリマーをバイアルに5ミリグラム入れ、1ミリリットルのエタノールを加えます。バイアルを蓋とパラフィルムで密封します。摂氏70度で熱し、3時間加熱マントル。その後、バイアルを取り出して室温までゆっくりと冷却します。溶液を室温で2週間老化させる。ソリューションは曇りになり、完全に組み立てられると下部に明確なレイヤーを形成します。超音波処理防止チューブ内のエタノールで1ミリリットル当たり1ミリグラムに分散液を希釈します。チューブを氷浴に入れる。超音波処理プローブの先端を分散の中央領域に挿入します。最低強度で2分間の15サイクルの溶液を超音波処理し、サイクル間で15分間冷却することができます。超音波処理された種子分散のアリコートを取り、チューブ内のエタノールで1ミリリットルあたり0.18ミリグラムに希釈します。次いで、1ミリリットル当たり25ミリグラムの濃度にユニマーとテトラヒドロフランの溶液を調製する。希釈したシード分散液に32.8マイクロリットルのユニマー溶液を加え、緩やかに振って完全溶解を可能にします。蓋をわずかにアジャールで3日間老化させるため、テトラヒドロフランは蒸発します。これにより、90ナノメートルの開始種子を500ナノメートルシリンダーに生産します。イプシロンカプロラクトンの開環重合は、3.36PPMで末端基エチル陽子の共鳴を有するプロトンNMRスペクトルと4.08 PPMのエンドチェーンエステルαプロトンによって決定される50の重合度をもたらした。GPCトレースは、一つのピークを有する典型的な分子量分布を示し、分散度値は1.07であり、1モル当たり10,800グラムの数平均分子量を有する。これに対して、12時間反応させた重合は、1モル当たり15,500グラムで高分子量肩を得た。正しく乾燥していない試薬を使用して、低分子量の尾を有する生成混合物を得た。連続RAFT重合は、GPCトレースにおける単一モーダルピークを有するPMMAブロックに対して10の重合度を達成した。しかし、意図的に70%を超える高いコンバージョンにした場合、分子量の広がりと高分子量肩の広がりが観察された。PDMAの最終ブロックの重合度は200であり、PCLエンドチェーンエーテル陽子を4.08 PPMで、DMA側鎖メチルプロトンを2.93PPMで比較した。GPC トレースは狭く、単一モーダルでした。不純PCL-PMMAを用いた鎖延長の繰り返しに際して、低分子量の肩が現れた。水の存在は、カプロラクトンの重合が失敗する可能性がありますので、システムを乾燥にあなたの時間を取ることを忘れないでください。すべてが乾燥していることを確認してください。円筒のコアとコロナの間の緩衝領域は、他のCDSA構造を水中で安定させ、研究とコラボレーションの新しい道を開くことができる。

Research

JoVE Journal

Chemistry

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硫黄コポリマーマトリックス内リガンドフリーのCdSナノ粒子の合成

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Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

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The chemical linking or bioconjugation of proteins to fluorescent dyes, drugs, polymers and other proteins has a broad range of applications, such as the ...

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

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

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Synthesis of Substrate-Bound Au Nanowires Via an Active Surface Growth Mechanism

アクティブな表面の成長メカニズムを介して基質結合 Au ナノワイヤの作製

Advancing synthetic capabilities is important for the development of nanoscience and nanotechnology. The synthesis of nanowires has always been a ...

Synthesis of Bimetallic Pt/Sn-based Nanoparticles in Ionic Liquids

イオン液体のバイメタルの Pt/Sn ベースのナノ粒子の合成

We demonstrate a method for the synthesis of bimetallic nanoparticles consisting of Pt and Sn. A synthesis strategy is used in which the particular ...