Name: synthesis of monodisperse cylindrical nanoparticles via crystallization-driven self-assembly of biodegradable block copolymers
Uploaded: 2019-06-20T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Synthesis of Monodisperse Cylindrical Nanoparticles via Crystallization-driven Self-assembly of Biodegradable Block Copolymers at JoVE.com

Подтверждения нет.

1. Сушка толуола
ПРИМЕЧАНИЕ: Если у вас есть доступ к сухим башням растворителя, соберите толуол и дегазоизм пять циклов замораживания насоса-оттепели.
<ol><li>Сухие 3 й молекулярное сито в 250 мл болота Schlenk при 250-300 градусов по Цельсию под вакуумом в течение 48 ч и передать в ба?...

<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>

Синтез и живой CDSA триблока кополимера PCL50-PMMA10-PDMA200 был изложен. Хотя строгие условия необходимы, кольцо открытия полимеризации капролактон дал полимеров с отличными свойствами, что позволило успешно расширения цепи ММА и DMA. Эти полимеры были успешны в их самостоятельн...

Одномерные (1D) наноструктуры, такие как цилиндры, волокна и трубки, привлекают все большее внимание в различных областях. Среди них их популярность в полимерной науке обязана их богатым разнообразием свойств. Например, Geng et al. продемонстрировали, что филомиклетов демонстрируют десятикратное увеличение времени пребывания в крови модели грызунов по сравнению с их сферическими аналогами, а Won et al. показали, что полибутадиеновые -b-поли (оксид этилена) волокна дисперсии отображают увеличение модуля хранения на два порядка величины при перекрестном стыковке ядра во время реологических измерений1,2. Интересно, что многие из этих систем синтезируются через самосборку блок кополимеров, будь то через более традиционные методы переключения растворителя и тонкопленочной регидратации3, или более продвинутые методы, такие как полимеризации индуцированной самосборки и кристаллизации самосборки (CDSA)4,5. Каждый метод имеет свои преимущества, однако, только CDSA может производить жесткие частицы с равномерной и управляемой распределения длины.
Пионерская работа Гилроя и др. сформировала длинныеполиферофенилсиланын - b-полидиметилсилоксан (PFS-PDMS) цилиндры в гексанах и, при использовании легкой звуковой, очень короткие цилиндры с низкой разослательностью контурной длины (Ln). При добавлении заданной массы диблокируют сяполимерные цепи в общий растворитель, были синтезированы цилиндры различной длины с Ln как низко как 1.03. Дальнейшая работа группы Manners подчеркнул высокую степень контроля возможно с системой PFS, которые могут быть использованы для формирования удивительно сложных и иерархической структуры: блок-ко-мицеллы, шарф формы и гантели микеля, чтобы назвать несколько7, 8. После этих демонстраций, исследователи исследовали другие, более функциональные системы для CDSA в том числе: полукристаллические товарные полимеры (полиэтилен, поли (капролактон), полилактид)9,10 ,11,12,13 и проводящих полимеров (поли (3-гексилтиофен), полиселенофен)14,15. Вооружившись этим инструментарием диблок-кополимерных систем, которые могут быть собраны быстро и эффективно, исследователи провели больше приложений на основе исследований в последниегоды 16.  Jin et al. продемонстрировали длину exciton диффузии в сотнях нанометров в политиопротеновых блоках copolymers и наша группа продемонстрировала образование гелей из поли (капролактон) (PCL), содержащего цилиндрические конструкции10, 17.
Хотя это мощный метод, CDSA имеет свои ограничения. Кополимеры блока должны иметь полукристаллический компонент, а также низкие значения дисперсии и точность высокой группы; загрязнители блока более низкого порядка могут вызвать агрегацию частиц или вызвать изменения морфологии18,19. Из-за этих ограничений используются живые полимеризации. Тем не менее, для достижения полимеров с вышеупомянутыми свойствами необходимы значительные меры очистки реагентов, процедуры сушки и свободные от воды/кислорода среды. Были предприняты попытки разработать системы, которые преодолевают это. Например, PFS блок кополимеров были сформированы с помощью нажмите химии для объединения полимерных цепей вместе20. Хотя в результате цилиндрические наночастицы продемонстрировали образцовые свойства, блок copolymers, как правило, очищены от preparative размер исключения хроматографии и синтез ПФС по-прежнему требует использования живых анионических полимеризации. Наша группа недавно понял, живые CDSA PCL, успех которого вращался вокруг использования как живых органобаза-катализированные кольца открытия полимеризации (ROP) и обратимой добавления фрагментации цепи передачи (RAFT) полимеризации10. Хотя этот метод проще, живые полимеризации по-прежнему требуется.
По мере того как поле двигает к больше применению-управляемому исследованию, и из-за проблем связанных с living полимеризациями, поверено что план полимерного синтеза и протоколов собственн-сборки будет выгодн к будущей научной работе. Таким образом, в этой рукописи изложен полный синтез и самосборка PCL-b-PMMA-b-PDMA copolymer. Методы сушки будут выделены в контексте органокатзальной РОП капролактона и последующего полимеризации RAFT ММА и ДМА. Наконец, будет представлен живой протокол CDSA для этого полимера в этаноле, и будут критиковать распространенные ошибки в данных о характеристиках из-за плохой экспериментальной техники.

<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

Производство монодисперсных цилиндрических мицелле является серьезной проблемой в полимерной химии. Большинство цилиндрических конструкций, образованных из диблоки copolymers производятся одним из трех методов: тонкой регидратации пленки, переключения растворителя или полимеризации индуцированной самосборки, и производят только гибкие, полидисперсные цилиндры. Кристаллизация управляемой самосборки (CDSA) является методом, который может производить цилиндры с этими свойствами, путем стабилизации структур нижней кривизны из-за формирования кристаллического ядра. Однако живые методы полимеризации, с помощью которых формируются большинство основных блоков, являются нетривиальными процессами, и процесс CDSA может дать неудовлетворительные результаты, если он будет выполнен неправильно. Здесь показан синтез цилиндрических наночастиц из простых реагентов. Описана высыхание и очистка реагентов до открытия кольца в виде капролактона, катализованного с помощью дифенилового фосфата. Этот полимер затем цепь расширена метил-метакрилат (MMA) следуют N, N-диметил акриламид (DMA) с использованием обратимого добавления-фрагментации цепи передачи (RAFT) полимеризации, предоставляя триблок кополимер, который может пройти CDSA в Этанол. Наметился живой процесс CDSA, результаты которого дают цилиндрические наночастицы длиной до 500 нм, а рассеиваемость длины - всего 1,05. Предполагается, что эти протоколы позволят другим производить цилиндрические наноструктуры и поднимать поле CDSA в будущем.

PCL был проанализирован 1HMR спектроскопии и гель проницательности хроматографии (GPC). Спектр 1H NMR дал степень полимеризации (ДП) 50, по сравнению с резонансами на 3,36 пром/ и 4,08 пром, которые соответствуют конечным групповым этиловым протонам и в цепочке эфира- пр?...

Watch this Scientific Journal Video about Synthesis of Monodisperse Cylindrical Nanoparticles via Crystallization-driven Self-assembly of Biodegradable Block Copolymers at JoVE.com

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

Самосборка, управляемая кристаллизацией (CDSA), демонстрирует уникальную способность изготавливать цилиндрические наноструктуры узких распределений длины. Продемонстрирована органокатальизация кольцеоткрывающей полимеризации капролактона и последующие цепные расширения метил-метакрилата и N,N-диметилааааааа. Наметился живой протокол CDSA, который производит монодисперсные цилиндры длиной до 500 нм.

Синтез монодисперсных цилиндрических наночастиц с помощью кристаллизации управляемой самосборки биоразлагаемых блоков copolymers

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

Наш протокол фокусируется как на кольцевой, так и на полимеризации RAFT для производства блочных кополимерных цилиндров контролируемой длины с использованием живой кристаллизации самосвестью. Сочетание полимеризации кольца и RAFT позволяет создавать полимеры как с полукристаллическими, так и с функциональными областями. Это открывает поле CDSA для других потенциальных приложений.Успех протокола решает вокруг сухости стартовых реагентов. Убедитесь, что система никогда не соего контакта с атмосферой, как только процедура сушки началась. Метод требует знаний в чувствительных к воздуху методах химии.Мы считаем, что введение такой практики в видеоформу даст исследователям свободу беспрепятственно внедрять новые идеи из-за отсутствия практического опыта. Для начала перенесите всю стеклянную посуду и перемешайте решетки, высушенные в духовке 150 градусов по Цельсию на ночь, на скамейку. Зажимать двух-образный 250-миллилитровый круглый нижний колбу, оснащенную баром для перемешивания, на подставке над пластиной для перемешивания и закрепнить герметичное нажатие на маленькую шею.Добавьте в колбу 100 миллилитров эпсилон-капролактона. Соедините колбу с круглым дном к линии азота через кран на одной шее. При постоянном потоке азота при трех пси добавьте один грамм гидрида кальция в колбу через первичную шею.Fit второй шеи со стеклянной пробкой, и перемешать на ночь при комнатной температуре под азотной атмосфере. Атака колбу на линии Шленк, и открыть для устойчивого потока азота. Соберите вакуумное дистилляционное оборудование на двух стендах, зажимая эпсилон-капролактон круглой нижней колбы на один стенд, а другой круглый нижний колбу на другой стенд.Поддерживайте устойчивый поток азота через систему, чтобы предотвратить проникновение воды в систему. Вставьте термометр в еще голову, и печать на месте. Прикрепите адаптер к линии Шленка.Выключите поток азота и откройте систему для вакуума через это новое соединение с линией Шленка. Нагрейте эпсилон-капролактон в 60-80-градусной нагревательной мантии, собирая первые пять миллилитров в небольших колбы круглого дна, а остальные в двух-образной колбе с круглым дном. Поместите колбы в жидкий азот, чтобы эффективно конденсировать капролактон.Чтобы ускорить процесс, оберните дистилляционное оборудование в вату и фольгу. Прикрепите линию Шленка к колбе с двумя шеями с круглым дном. Поверните линию в вакуум в течение 120 секунд и азота в течение 10 секунд, в общей сложности три раза, чтобы очистить линию.Откройте линию и систему для азота. Затем добавьте один грамм гидрида кальция в колбу сбора, прилегаемую к пробке, и перемешайте под азотной атмосферой на ночь. Между тем, избавиться от избыточного гидрида кальция путем dropwise добавление 10 миллилитров изопропанола, а затем пять миллилитров метанола.Как только восходящей прекращается, добавить избыток воды. Промыть дистилляционное оборудование ацетоном и поместить в духовку на ночь. Утром повторите вакуумную дистилляцию снова, не добавляя гидрид кальция к мономеру после завершения.Затем откройте колбу для азота, чтобы начать передачу капролактона, через канюлю, в ампулу. Перенесите ампулу в бардачок. В бардачке подготовьте фондовые растворы.В три отдельных флакона добавьте 0,011 грамма гидроксилового цепного средства передачи, в качестве инициатора, 0,01 грамма дифенилфосфата в качестве катализатора и 0,25 грамма сушеного мономера, капролактона. Добавьте 0,5 миллилитров толуола к каждому из флаконов инициатора и катализатора и осторожно агитйте до тех пор, пока реагенты не растворятся. Затем смешайте инициатора и дифенил фосфатных фондовых растворов в один флакон, и добавить перемешать бар.Зафиксировать флакон на мешалки, настроить скорость до умеренного перемешивания, и добавить раствор мономера в инициатор-катализатор флакон. Fit флакон с крышкой, и перемешать в течение восьми часов при комнатной температуре. Затем снимите флакон из бардачка, и сразу же использовать пастер пипетку, чтобы добавить смесь, dropwise, в избыток холодного диэтил эфира, чтобы осадки.Через воронку Бухнера, фильтровать белый твердый, сухой в атмосфере окружающей среды, и растворить его в один миллилитр тетрагидрофуран. Осадок в диэтил эфире в два раза больше, и сухой тщательно. Сначала приготовьте несколько основных глиноземных пробок в трехми миллилитровых шприцах.Фильтр диоксана и ММА в отдельные флаконы для удаления стабилизаторов. Взвесьте 0,5 грамма ранее синтезированного ПХЛ, 0,424 грамма ММА, измерьте два миллилитра диоксана во флакон и дайте раствориться. Подготовь чистый раствор бульона AIBN в 10 миллиграммов на миллилитр и пипетки 139 микролитров в реакционной смеси.Перенесите смесь в ампулу, оснащенную баром для перемешивания, и запечатайте. Затем прикрепите ампулу к линии Шленка и поместите в жидкий азот. После того, как раствор заморожен, ввести ампулу в вакуум, пока вакуумный датчик читает не более одного раза 10 до отрицательного один миллибар.Закройте ампулу и дайте полностью разморозиться. Повторите этот цикл замораживания-насоса-оттепели два дополнительных раза. По завершении последнего цикла, backfill ампулы с азотом, и поместите его в разогретую масляную ванну при 65 градусов по Цельсию в течение четырех часов.Чтобы контролировать конверсию, получить ампулу из масляной ванны, переключить крышку для супер уплотнения под поток азота, извлечь две капли, смешать с 600 микролитров дейтетерированного хлороформа во флаконе, и передачи в трубку ЯМР. Перенесите образец на автоамплеер прибора ЯМР для запуска протонного спектра. Заменить крышку в то время как под устойчивый поток азота, и место обратно в масляную ванну.Теперь поместите ампулу, которая была нагрета в масляной ванне, в жидкий азот до заморозки, а затем в дымовой капот, откройте ампулу воздуху, чтобы утолить полимеризацию в течение одной минуты. Далее, dropwise добавить смесь в огромный избыток холодного диэтил эфира для осадков. Изолировать при фильтрации Buchner, и сухой.Растворите полимер и тетрагидрофуран и выспустите в два раза больше. Тщательно высушите полимер для протонной спектроскопии и анализа SEC. Повторите эту процедуру с 0,5 граммами генерируемой PCL-PMMA, 1,406 граммами DMA, двумя миллилитров диоксана и 111 микролитров по десять миллиграммов на миллилитр AIBN и диоксан.Нагрейте полимеризацию при температуре 70 градусов по Цельсию в течение одного часа и трижды осаждает реакционной смеси в холодном диэтил эфире. Поместите пять миллиграммов сгенерированного триблокового кополита во флакон и добавьте один миллилитр этанола. Печать флакона с крышкой и парафильмом.Нагрейте при температуре 70 градусов по Цельсию и нагревательной мантии в течение трех часов. После этого возьмите флакон, чтобы медленно остыть до комнатной температуры. Оставьте раствор стареть при комнатной температуре в течение двух недель.Раствор становится облачным и образует отдельный слой внизу при полной сборке. Разбавить дисперсию до одного миллиграмма на миллилитр этанолом в звуково-доказательной трубке. Поместите трубку в ледяную ванну.Вставьте кончик звукового зонда в среднюю область дисперсии. Sonicate раствор в течение 15 циклов по две минуты при наименьшей интенсивности, что позволяет остыть в течение 15 минут между циклами. Возьмите алицит sonicated дисперсии семян и разбавить до 0,18 миллиграмма на миллилитр с этанолом в трубке.Затем приготовьте раствор унимера и тетрагидрофурана к концентрации 25 миллиграммов на миллилитр. Добавьте 32,8 микролитров раствора унимера в разбавленную дисперсию семян и аккуратно встряхните, чтобы обеспечить полный растворение. Оставьте дисперсию до возраста в течение трех дней с крышкой слегка приоткрытой, так что тетрагидрофуран может испаряться.Это позволит производить 90 нанометров, начиная семена до 500 нанометров цилиндров. Кольцевая полимеризация эпсилон-капролактона привела к степени полимеризации 50, определяемой спектром протонной ЯМР с резонансами этиловых протонов конечной группы на уровне 3,36 PPM, и альфа-протонов конца цепи на 4,08 PPM. След GPC показывает типичное молекулярное распределение веса с одним пиком, имея значение дисперсии 1.07 и средний молекулярный вес номера 10, 800 граммов в моль.Для сравнения, полимеризация, которая реагировала в течение 12 часов, давала высокий молекулярный вес плеча в 15 500 граммов на родинку. Использование реагентов неправильно высушенных дали продукт смеси с низким молекулярным весом хвоста. Последовательные полимеризации RAFT достигли степени полимеризации 10 для блока PMMA с одномодальным пиком в следе GPC.Однако, когда намеренно принимаются слишком высокие преобразования более чем на 70 процентов, расширение молекулярного веса и высокий молекулярный вес плечо наблюдалось. Степень полимеризации последнего блока PDMA составила 200, по сравнению с PL конечной цепи эфирных протонов на 4,08 PPM и DMA боковой цепи метиловых протонов на 2,93 PPM. След GPC был узким и унимодальным.При повторении расширения цепи с использованием нечистого ПХЛ-ПММА появилось плечо с низким молекулярным весом. Не забудьте не принимать ваше время на высыхание системы, так как любое присутствие воды может привести к полимеризации капролактон на провал. Убедитесь, что все сухо.Буферная область между ядром и короной цилиндра могла бы позволить стабилизировать другие конструкции CDSA в воде, открыв новые возможности для исследований и сотрудничества.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Origami Inspired Self-assembly of Patterned and Reconfigurable Particles

Вдохновленные оригами самосборки Узорчатое и Reconfigurable Частицы

There are numerous techniques such as photolithography, electron-beam lithography and soft-lithography that can be used to precisely pattern two ...

Formation of Ordered Biomolecular Structures by the Self-assembly of Short Peptides

Формирование упорядоченных биомолекулярных структур по самосборки коротких пептидов

In nature, complex functional structures are formed by the self-assembly of biomolecules under mild conditions. Understanding the forces that control ...

Self-assembly of Complex Two-dimensional Shapes from Single-stranded DNA Tiles

Самоорганизация сложных двумерных фигур из одноцепочечной ДНК Плитка

Current methods in DNA nano-architecture have successfully engineered a variety of 2D and 3D structures using principles of self-assembly. In this ...

Functionalization of Single-walled Carbon Nanotubes with Thermo-reversible Block Copolymers and Characterization by Small-angle Neutron Scattering

Функционализация одностенных углеродных нанотрубок с Thermo-обратимых блоксополимеров и характеристика малоуглового рассеяния нейтронов

We demonstrate a protocol for single-walled carbon nanotube functionalization using thermo-sensitive PEO-PPO-PEO triblock copolymers in an aqueous ...

Synthesis of Ligand-free CdS Nanoparticles within a Sulfur Copolymer Matrix

Синтез Лиганда свободных CdS наночастицами в Сера Сополимер Matrix

Aliphatic ligands are typically used during the synthesis of nanoparticles to help mediate their growth in addition to operating as high-temperature ...

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

Синтез белка биоконъюгатов<em&gt; с помощью</em&gt; Цистеин-малеимид химии

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

Жидкости клеточной просвечивающей электронной микроскопии для отслеживания самостоятельной сборки наночастиц

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

Synthesis of a Thiol Building Block for the Crystallization of a Semiconducting Gyroidal Metal-sulfur Framework

Синтез тиоловых строительный блок для кристаллизации основ полупроводниковой Gyroidal металл серы

We present a method for preparing thioester molecules as the masked form of the thiol linkers and their utilization for accessing a semiconducting and ...

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

Синтез нанопроволоки Au субстрата прыгните через механизм активного роста поверхности

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

Синтез наночастиц биметаллические Pt/Sn основанный в ионных жидкостей

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