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

Hiçbir bildirim yok.

1. Toluen kurutma
Not: Eğer kuru solvent kuleleri erişim varsa, beş donma-pompa-çözme döngüleri tarafından Toluen ve Degas toplayın.
<ol><li>250 mL Schlenk Flask, 250-300 °C ' de 48 h için vakum altında Kuru 3 Å moleküler elek ve bir glovebox içine transfer.</li>
	<li>150 °C ' de fırında iki ampul kurutun ve onları glovebox 'a aktarın.</li>
	<li>Aktif moleküler elekleri iki ampulün içine aktarın ve glovebox 'tan çıkarın.</li>
	<li>İki boyun yuvarlak alt Flask (RBF...

<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>

Triblock kopolimer PCL50-PMMA10-pdma200 sentezi ve yaşayan CDSA özetlenmiştir. Sıkı koşullar gerekli olmasına rağmen, ε-caprolakton halka açma polimerizasyon MMA ve DMA başarılı zincir uzantıları etkin mükemmel özellikleri ile polimerler verdi. Bu polimerler kendi kendi tohumlarında başarılı, LN 98 nm tohum parçacıkları içine sonicated silindirik micelles, saf bir faz elde. Unimer basit ilavesi ile, 495 nm 'ye kadar ortalama uzunlukları olan s...

Silindirler, lifler ve tüpler gibi tek boyutlu (1D) nanoyapılar, çeşitli alanlarda ilgi artan aldı. Bunların arasında, Polimer bilim onların popülerlik özellikleri zengin çeşitli borçlu. Örneğin, Geng ve ark. bu filomicelles bir kemirgen modelin kan dolaşımında ikamet zamanında bir kat artış sergi gösterdi onların küresel meslektaşları ile karşılaştırıldığında, ve Won ve al. ortaya polybutadiene-b-Poly (etilen oksit) fiber dispersiyonlar, reolojik ölçümler sırasında çekirdeğin çapraz bağlanması üzerine iki büyüklük emri ile depolama modülünde bir artış görüntüler1,2. İlginçtir ki, bu sistemlerin çoğu blok kopolimerler kendi kendine montaj yoluyla sentezlenen, bu solvent anahtarlama ve ince film rehidrasyon3daha geleneksel yöntemlerle olup olmadığını, ya da daha gelişmiş yöntemler gibi polimerizasyon kaynaklı Self-montaj ve kristalizasyon odaklı Self-montaj (CDSA)4,5. Her bir tekniği kendi avantajları tutar, ancak, sadece CDSA bir üniforma ve kontrol edilebilir uzunluk dağılımı ile sert parçacıklar üretebilir.
Gilroy ve al. uzun polyferrocenylsilane-b-POLYDİMETHYLSİLOXANE (PFS-PDMS) silindir hekzanlar ve hafif sonication, çok kısa silindir düşük kontur uzunluğu dispersite (Ln) ile kullanıldığında kuruldu. Ortak bir solvent içinde diblock kopolimer zincirleri önceden belirlenmiş bir kitle eklenmesi üzerine, 1,03 gibi düşük bir Ln ile değişen uzunluklarda silindirler5sentezlenmiş,6. Görgü grubu tarafından daha fazla çalışma son derece karmaşık ve hiyerarşik yapıları oluşturmak için kullanılabilecek PFS sistemi ile mümkün olan kontrol yüksek derecede vurgulanır: blok-Co-miselleri, eşarp şekilli ve dumbbell miselleri birkaç isim7, 8. bu gösteriler takip, araştırmacılar diğer inceledi, CDSA için daha fonksiyonel sistemler dahil: Yarı kristalin emtia polimerleri (polietilen, Poly (ε-caprolakone), polylactide)5/9 ,11,12,13 ve iletken polimerler (Poly (3-hexylthiophene), polyselenophene)14,15. Hızlı ve verimli bir şekilde monte edilebilir diblock kopolimer sistemlerinin bu araç kutusu ile silahlı, araştırmacılar son yıllarda daha fazla uygulama odaklı araştırma gerçekleştirdi16.  Jin ve al. polythiophene blok kopolimerlerinde nanometrelerde yüzlerce difüzyon uzunlukları gösterdi ve grubumuzu Poly (ε-caprolakone) (PCL) gelen jellerin oluşumunu göstermiştir silindirik yapıları10, 17 yaşında.
Güçlü bir teknik olmasına rağmen, CDSA 'nın sınırlamaları vardır. Blok kopolimerler Yarı kristalin bir bileşene sahip olmalıdır, yanı sıra düşük dağılmak değerleri ve yüksek son grup fidelities; düşük sipariş bloğu kirleticiler parçacık toplamasına neden olabilir veya morfoloji değişikliklerini18,19. Bu kısıtlamalar nedeniyle yaşam polimerizasyonu kullanılır. Ancak, yukarıda belirtilen özelliklere sahip polimerler elde etmek için önemli reaktif arıtma, kurutma prosedürleri ve su/oksijen içermeyen ortamlar gereklidir. Bu üstesinden gelen sistemler tasarım girişimleri yapılmıştır. Örneğin, PFS blok kopolimerler birlikte20polimer zincirleri çift için tıklayın Kimya kullanılarak oluşturulmuştur. Elde edilen silindirik nanopartiküller örnek özellikleri gösterse de, blok kopolimerler genellikle Preparatif boyut dışlama kromatografi ile arındırılır ve PFS sentezi hala yaşam anyonik kullanımını gerektirir polimerizasyon. Grubumuz son zamanlarda, hem yaşayan organobase-katalizör Ring-açılış polimerizasyon (ROP) ve geri dönüşümlü toplama-parçalanma zincir transferi (RAFT) polimerizasyon10kullanarak etrafında döner başarılı PCL, yaşayan CDSA fark etti. Bu yöntem daha basit olsa da, yaşam polimerizasyonu hala gereklidir.
Alan daha fazla uygulama odaklı araştırma doğru hareket ederken, ve yaşam polimerizasyon ile ilgili sorunlar nedeniyle, bu polimer sentezi ve öz-montaj protokolleri bir anahat gelecekteki bilimsel çalışmalar için avantajlı olacaktır inanılmaktadır. Böylece bu yazıda PCL-b-PMMA-b-pdma kopolimer 'in tam sentezi ve kendi kendine montajı özetlenmiştir. Kurutma teknikleri ε-caprolakton bir organokatalyzed ROP bağlamında vurgulanacaktır ve MMA ve DMA sonraki RAFT polimerizasyon özetlenecektir. Son olarak, etanol içinde bu polimer için yaşayan bir CDSA Protokolü sunulacak ve zayıf deneysel tekniği nedeniyle karakterize verilerinde ortak hatalar eleştirilecektir.

<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

Monodisperse silindirik miselleri üretimi polimer kimyasında önemli bir sorundur. Diblock kopolimerlerden oluşan en silindirik yapılar üç teknikten biri tarafından üretilmektedir: ince film rehidrasyon, solvent anahtarlama veya polimerizasyon kaynaklı kendi kendine montaj ve sadece esnek, polydağıtıcı silindirler üretir. Kristalizasyon odaklı kendinden montaj (CDSA), bir kristalin çekirdeğinin oluşumu nedeniyle daha düşük bir eğrilik yapılarını stabilize ederek, bu özelliklere sahip silindirler üretebilen bir yöntemdir. Ancak, çoğu çekirdek oluşturan blokların oluşturduğu yaşam polimerizasyon teknikleri önemsiz süreçler değildir ve yanlış gerçekleştirildiğinde CDSA işlemi tatmin edici sonuçlar verebilir. Burada, basit reaktiflerin silindirik nanopartikülleri sentezini gösterilir. Difenil fosfat tarafından katalizlenmiş ε-kapolaktik halka açma polimerizasyonu öncesinde reaktiflerin kurutulması ve arıtılması açıklanmıştır. Bu polimer daha sonra metil metakrilgeç (MMA) tarafından izlenen, n, n-dimetil AKRILAMID (DMA) tarafından geri dönüşümlü ek-parçalanma zinciri-transfer (Raft) polimerizasyonu kullanarak, CDSA 'ya geçebilen bir triblock kopolimeri Etanol. Yaşayan CDSA süreci özetlenmiştir, hangi verim silindirik nanopartiküller kadar 500 Nm uzunluğunda ve 1,05 kadar düşük bir uzunluk dağılma. Bu protokoller başkalarının silindirik nanoyapılar üretmek ve gelecekte CDSA alanını yükseltmek için izin verecektir bekleniyor.

PCL, 1H NMR spektroskopisi ve jel geçirgenlik Kromatografi (GPC) tarafından incelendi. 1H NMR spektrumunun bir derece POLIMERIZASYON (DP) 50, 3,36 ppm ve 4,08 ppm rezonans karşılaştırılması ile, son grup etil proton ve zincir Ester α-protonlar sırasıyla karşılık vermiştir (Şekil 1B). Bu, GPC tarafından elde edilen molekül ağırlığı değerlerinin, 1,07 ' nin dağılma değeri olan tek bir zirvede, bir Mn</su...

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

Kristalizasyon odaklı Self-montaj (CDSA), dar uzunlukta dağılımların silindirik nanoyapılarını üretebilmek için benzersiz bir yetenek gösterir. Ε-kapolakton ve Metil metakrilat ve n, n-dimetil akrilamid sonraki zincir uzantılarının organokatalyzed halka açma polimerizasyonu gösterilmiştir. 500 Nm uzunluğa kadar Monodisperse silindirleri üreten bir canlı CDSA Protokolü özetlenmiştir.

Biodegradable blok kopolimerlerin kristalizasyon Driven kendinden montajı ile Monodisperse silindirik Nanopartiküllerin sentezini

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

Protokolümüz, canlı kristalizasyon odaklı kendinden montaj kullanarak kontrollü uzunlukta blok kopolimer silindirler üretmek için hem halka açma hem de RAFT polimerizasyonlarına odaklanmaktadır. Hem halka açma hem de RAFT polimerizasyonlarının birleşimi, polimerlerin hem yarı kristal hem de fonksiyonel bölgelerle üretilmesine olanak sağlar. Bu, CDSA alanını diğer olası uygulamalara açar.Protokolün başarısı başlangıç reaktiflerinin kuruluğu etrafında giderir. Kurutma işlemi başladıktan sonra sistemin atmosferle temas etmediğinden emin olun. Yöntem, havaya duyarlı kimya teknikleri hakkında bilgi gerektirir.Bu uygulamaları video formuna dahil etmek, araştırmacılara pratik deneyim eksikliğinden engel olmadan yeni fikirler sunma özgürlüğü vereceğine inanıyoruz. Başlamak için, tüm cam ve karıştırma çubukları, bir gecede 150 derece santigrat fırında kurutulmuş, tezgah aktarın. Bir karıştırma çubuğu ile donatılmış iki boyunlu 250 mililitrelik yuvarlak alt şişe, bir karıştırma plakası üzerinde bir stand üzerinde kelepçe ve küçük boyun bir hava geçirmez musluk güvenli.Şişeye 100 mililitre epsilon-caprolactone ekleyin. Yuvarlak alt şişeyi bir boyundaki musluktan nitrojen hattına bağlayın. Üç psi azot sabit bir akış altında, birincil boyun yoluyla şişe içine kalsiyum hidrit bir gram ekleyin.Bir cam stoper ile ikinci boyun uygun ve bir azot atmosferi altında oda sıcaklığında gece boyunca karıştırın. Şişeye Schlenk hattına saldırın ve sürekli bir nitrojen akışına açıl. Bir stand ve diğer standı na başka bir yuvarlak alt şişe epsilon-caprolactone yuvarlak alt şişe kelepçeleyerek, iki stand üzerinde vakum damıtma ekipmanları monte.Suyun sisteme girmesini önlemek için sistem üzerinden sürekli bir azot akışını koruyun. Hareketsiz kafaya bir termometre takın ve yerine kapatın. Bağdaştırıcıyı Schlenk satırına takın.Nitrojen akışını kapatın ve schlenk hattına bu yeni bağlantı üzerinden vakum sistemi açın. Isı epsilon-caprolactone 60-80 derece ısıtma manto, küçük yuvarlak alt şişelerde ilk beş mililitre toplama ve iki boyun yuvarlak alt şişe geri kalanı. Etkili caprolactone yoğunlaştırmak için sıvı nitrojen şişeleri yerleştirin.İşlemi hızlandırmak için damıtma ekipmanını pamuk ve folyoya sarın. Schlenk çizgisini iki boyunlu yuvarlak alt şişeye takın. Hattı temizlemek için hattı 120 saniye vakuma ve 10 saniye boyunca nitrojene çevirin.Hattı ve sistemi nitrojene açın. Sonra toplama şişesi ne bir stoper ile uygun kalsiyum hidrit bir gram ekleyin ve bir gecede bir azot atmosferi altında karıştırın. Bu arada, izopropanol 10 mililitre damla ekleyerek aşırı kalsiyum hidrit atın, metanol beş mililitre takip.Köpüren bir kez, su fazlalığı ekleyin. Damıtma ekipmanını asetonla durulayın ve bir gecede fırına koyun. Sabah, bir kez bitmiş monomer kalsiyum hidrit eklemeden tekrar vakum damıtma tekrarlayın.Sonra bir ampul içine, kanül yoluyla, caprolactone transfer başlatmak için azot için şişe açın. Ampulu bir torpido kutusuna aktarın. Torpido durumda, stok çözümleri hazırlayın.Üç ayrı şişe içine, hidroksil zincir transfer maddesi 0.011 gram ekleyin, başlatıcı olarak, difenil fosfat 0.01 gram, katalizör olarak, ve kurutulmuş monomer 0.25 gram, kaprolakon. Başlatıcı ve katalizör şişelerin her birine 0,5 mililitre tolüen ekleyin ve reaktifler eriyene kadar hafifçe çalkalayın. Sonra başlatıcı ve difenil fosfat stok çözeltilerini tek bir şişeye karıştırın ve bir karıştırma çubuğu ekleyin.Bir karıştırıcı üzerinde şişe düzeltmek, orta karıştırma hızı ayarlayın ve başlatıcı-katalizör şişe içine monomer çözüm ekleyin. Bir kapak ile şişe sığdırın ve oda sıcaklığında sekiz saat karıştırın. Sonra eldiven kutusundan şişe çıkarın ve hemen karışımı eklemek için bir Pasteur pipet kullanın, damla, soğuk dietil eter fazlaiçine, çökeltmek için.Bir Buchner hunisi ile, beyaz katı filtre, ortam atmosferinde kuru, ve tetrahidrofuran bir mililitre içinde eritin. Diethyl eter iki kez daha çökeltin ve iyice kuru. İlk üç mililitreşile şırınga birkaç temel alümina fişleri hazırlamak.Stabilizatörleri temizlemek için dioksan ve MMA'yı ayrı şişelere filtreleyin. Daha önce sentezlenmiş PCL'nin 0,5 gramını, 0,424 gram MMA'yı tartın, bir şişeye iki mililitre dioksan ölçün ve çözünmesine izin verin. Reaksiyon karışımına mililitrebaşına 10 miligram ve pipet 139 mikrolitre saf AIBN stok çözeltisi hazırlayın.Karışımı bir karıştırma çubuğu ile donatılmış bir ampul içine aktarın ve mühür. Sonra ampulu Schlenk hattına takın ve sıvı nitrojene yerleştirin. Çözelti dondurulduktan sonra, vakum göstergesi en fazla bir kez 10 negatif bir milibar okuyana kadar ampulü vakuma getirin.Ampulkapatın ve tamamen çözülmesine izin verin. Bu donma pompası çözülme döngüsünü iki kez daha tekrarlayın. Son döngü tamamlandıktan sonra, azot ile ampul backfill ve dört saat boyunca 65 santigrat derece önceden ısıtılmış yağ banyosu içine yerleştirin.Dönüşümizlemek için, yağ banyosuampul almak, azot akışı altında süper mühür için kapağı geçiş, iki damla ayıklamak, bir şişe deuterated kloroform 600 mikrolitre ile karıştırın ve bir NMR tüpüne aktarın. Proton spektrumu çalıştırmak için numuneyi bir NMR cihazının otoörnekleyicisine aktarın. Azot sabit bir akış altında iken kapağı değiştirin ve yağ banyosu içine geri yerleştirin.Şimdi, yağ banyosunda ısıtılan ampulü dondurulana kadar sıvı nitrojene yerleştirin ve sonra duman kaputuna, polimerizasyonu bir dakika söndürmek için ampulü havaya açın. Daha sonra, dropwise çöktürmek için soğuk dietil eter büyük bir aşırı içine karışımı ekleyin. Buchner filtrasyon ile izole ve kuru.Polimer ve tetrahidrofuran çözün ve iki kez daha çökelti. Proton NMR spektroskopisi ve SEC analizi için polimeri iyice kurutun. Üretilen PCL-PMMA 0.5 gram, DMA 1.406 gram, dioksan iki mililitre ve mililitre AIBN ve dioksan başına on mililitre 111 mikrolitre ile bu işlemi tekrarlayın.Polimerizasyonu 70 derecede bir saat ısıtın ve reaksiyon karışımını soğuk dietil eterle üç kez çökeltin. Bir şişe içine üretilen triblok kopolimer beş miligram yerleştirin ve etanol bir mililitre ekleyin. Şişeyi kapaklı ve parafilmle kapatın.Isı 70 santigrat derece ve üç saat boyunca bir ısıtma manto. Bundan sonra, oda sıcaklığına yavaş yavaş soğuması için şişe almak. Çözeltiyi iki hafta oda sıcaklığında yaşa bırakın.Çözelti bulutlu döner ve tam olarak monte edildiğinde alt kısmında ayrı bir tabaka oluşturur. Sonication geçirmez bir tüp etanol ile mililitre başına bir miligram dağılım seyreltin. Tüpü buz banyosuna yerleştirin.Sonication probunun ucunu dağılmanın orta alanına yerleştirin. Çözeltiyi en düşük yoğunlukta iki dakikalık 15 döngü boyunca sonicate edin ve döngüler arasında 15 dakika soğumasını bekleyin. Sonicated tohum dağılım bir aliquot alın ve bir tüp etanol ile mililitre başına 0,18 miligram seyreltin.Sonra, unimer ve tetrahidrofuran bir çözüm hazırlamak 25 mililitre başına konsantrasyon. Seyreltilmiş tohum dağılımı içine unimer çözeltisinin 32,8 mikrolitre ekleyin ve yavaşça tam çözünme sağlamak için sallayın. Tetrahidrofuran buharlaşması için kapağı biraz aralık ile üç gün boyunca yaşa bırakın.Bu 500 nanometre silindir 90 nanometre başlangıç tohumları üretecek. Epsilon-caprolactone'un halka açma polimerizasyonu, proton NMR spektrumu tarafından 3.36 PPM'de son grup etil protonların rezonansları ile belirlenen 50 ve son zincirli ester alfa protonlarının 4.08 PPM'de polimerizasyonu ile sonuçlandı. GPC izi, dağılım değeri 1.07 ve mol başına ortalama 10,800 gram olan tipik bir molekül ağırlık dağılımını gösterir.Buna karşılık, 12 saat boyunca tepki verildi polimerizasyon köstebek başına 15, 500 gram yüksek molekül ağırlıklı omuz verdi. Doğru kurutulmuş olmayan reaktifler kullanarak düşük molekül ağırlıklı kuyruk ile bir ürün karışımı verdi. Ardışık RAFT polimerizasyonları, PMMA bloğu için 10 polimerizasyon derecesine ulaşmıştır ve GPC'de tek modal bir tepe noktası vardır.Ancak, kasıtlı olarak yüzde 70'in üzerinde çok yüksek dönüşümlere götürüldüğünde, molekül ağırlığının ve yüksek molekül ağırlığının genişlediği gözlenmiştir. 4.08 PPM'de PCL son zincire eter protonları ve 2.93 PPM'de DMA yan zincirli metil protonların karşılaştırılması yla PDMA'nın son bloğunun polimerizasyon derecesi 200 idi. GPC izi dar ve tek modal idi.Saf olmayan PCL-PMMA kullanılarak zincir uzantısı tekrarı üzerine, düşük molekül ağırlıklı omuz ortaya çıktı. Su herhangi bir varlığı başarısız caprolactone polimerizasyonuneden olabilir gibi, sistem kurutma zaman ayırın unutmayın. Her şeyin kuru olduğundan emin ol.Silindirin çekirdeği ve koronası arasındaki tampon bölge, diğer CDSA yapısının suda stabilize edilmesine izin vererek yeni araştırma ve işbirliği yolları açabilir.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Origami Inspired Self-assembly of Patterned and Reconfigurable Particles

Origami Inspired Desenli ve Reconfigurable Parçacıkların Self-assembly

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

Kısa Peptidlerinin Self-meclisi tarafından Sıralı Biyomoleküler Yapıların Oluşumu

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

Tek iplikli DNA Fayans Complex iki boyutlu şekiller Self-montaj

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

Küçük açılı Nötron Saçılma tarafından Thermo-geri dönüşümlü Blok Kopolimer ve Karakterizasyonu Tek duvarlı Karbon Nanotüpler işlevselleştirilmesi

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

Bir Kükürt Kopolimer Matrix içinde ligand-serbest CdS Nanopartiküller Sentezi

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

Protein Bioconjugatlar sentezi<em&gt; yoluyla</em&gt; Sistein-maleimid Kimya

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

Hücre içi sıvı iletim elektron mikroskobu nano tanecikleri, kendinden montajlı takibi için

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

Bir yarıiletken Gyroidal Metal-kükürt çerçeve kristalleşme için Thiol yapı taşı sentezi

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

Substrat bağlı Au Nanowires bir aktif yüzey büyüme mekanizması yoluyla sentezi

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

Bimetal Pt/Sn tabanlı nano tanecikleri İyonik Sıvılar içinde sentezi

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