Procedimiento para la fabricación de nanofibras Biofuncionales

El objetivo general de este procedimiento es preparar nanofibras decoradas con grupos funcionales. Primero, sintetice un copolímero en bloque de dos estirenos metoxilados y óxido de etileno mediante polimerización iónica, y caraterícelo mediante espectroscopía de RMN de protones. A continuación, electroespine la solución del polímero funcional y nanotubos de pared simple en una nanofibra compuesta.

Luego determine el comportamiento de voltaje actual de las nano fibras después de haber sido expuestas a la proteína IgE E.Ultimamente, combinar la ANI y una polimerización viviente con electrohilado puede producir nano fibras decoradas con grupos funcionales capaces de unirse a proteínas específicas. En este enfoque para la fabricación de nano fibras biofuncionales, una polimerización viviente permite la síntesis sencilla de polímeros biofuncionales con pesos moleculares controlados. Además, la técnica de electrohilado permite la preparación de nano fibras decoradas con grupos funcionales, que pueden interactuar específicamente con proteínas.

Este método puede proporcionar información valiosa en diagnósticos médicos. También puede aplicarse a otros sistemas, como el monitoreo de cualquier molécula individual deseada en el medio ambiente, incorporando nanofibras funcionales en la ropa, automóviles, etc. Can I Poly requiere condiciones extremadamente rigurosas. Este video debe ayudarle a dominar las manipulaciones necesarias para la síntesis de un polímero y su posterior procesamiento en una nanofibra. Utilice benzofenona como indicador deshidratante y seque 200 mililitros de tetrahidrofuran con sodio metálico bajo gas nitrógeno seco.

También seque 10 mililitros de dos metoxiestireno sobre hidruro de calcio durante 24 horas. Para el reactor de polimerización. Para esta reacción, prepare un baño de temperatura fría mantenido a menos 78 grados Celsius utilizando una suspensión de isopropanol y nitrógeno líquido.

Monte un matraz redondo de 100 mililitros con cuello simple y junta exterior de cono estándar. Utilice dos adaptadores de control de flujo con llaves de paso y una varilla de agitación de teflón durante todo el flujo de la reacción. Use nitrógeno de ultraalta pureza para inertizar el sistema.

Añada 25 microlitros de THF al matraz de reacción de polimerización. Luego, agregue dos mililitros de la solución del iniciador. A continuación, inyecte cuatro mililitros del primer monómero y deje que la reacción transcurra durante 40 minutos.

Ahora agregue un mililitro del segundo monómero para la polimerización a temperatura ambiente durante dos días, finalice la polimerización con ácido clorhídrico seis molar y metanol. Luego, para purificar el polímero, precipítelo en hexanos y séquelo en una estufa al vacío; proceda a caracterizar el polímero mediante RMN. Coloque los reactivos de acoplamiento en un matraz de tres bocas y séquelos en una línea de vacío durante cuatro horas.

Luego inyecte 10 mililitros de metileno dicloro seco en el matraz bajo nitrógeno. Deje que la mezcla agite la reacción durante 12 horas a temperatura ambiente.

Filtre la mezcla de reacción para recuperar el precipitado polimérico, lavando dos veces con hexanos y metanol, seque el polímero precipitado y colóquelo en un horno al vacío a 40 grados Celsius. Finalmente, determine la estructura y funcionalidad del polímero mediante FTIR y HNMR. Disuelva el 20 % del polímero funcional en clorobenceno.

Ahora prepare dos soluciones de poliestireno en clorobenceno. El poliestireno de mayor peso molecular se utiliza para mejorar el enredo del polímero y para obtener la viscosidad óptima requerida para la electrohilatura. Mezcle las soluciones poliméricas para formar relaciones uno a uno y uno a dos de los polímeros.

Luego, agregue 1% de nanotubos de carbono de pared simple a la mezcla y agite durante toda la noche. Monte el aparato de electrohilado con una fuente de alto voltaje Glassman, una oblea de silicio, una jeringa o una bomba de jeringa química y una lámpara para visualizar el procedimiento. A medida que avanza el proceso, retire una pequeña cantidad de la solución polimérica de nanotubos de carbono de pared simple a una jeringa hipodérmica y monte la jeringa hipodérmica.

Ahora sujete la pinza que lleva el alto voltaje ala aguja de la jeringa. Para comenzar el electrohilado, encienda la fuente de alto voltaje y ajuste el voltímetro a 10 kilovoltios. Luego, comience a empujar el émbolo de la jeringa.

Dependiendo de la naturaleza de los polímeros en el compuesto, puede ser necesario aplicar voltajes más altos, especialmente si se desean nanofibras de menos de cien nanómetros. Desmonte la oblea de silicio y seque completamente en un desecador durante la noche. Para observar la perspectiva general de las nanofibras, primero obtenga una imagen con un microscopio óptico.

Luego, utilice un microscopio electrónico de barrido para observar detalles más finos, como la morfología, el diámetro y el tamaño promedio de los poros. Imágenes adicionales obtenidas mediante microscopía de fuerza atómica le permiten observar la topografía tridimensional de las nano fibras. Coloque un pequeño trozo de oblea de silicio, sobre la cual hay nano fibras, en un soporte de mat tech.

Cubra con una laminilla. Añada 10 microlitros de anticuerpo marcado con fluorescencia e incube durante una hora. Lave tres veces con solución P-B-S-B-S-A dispensando suavemente la solución sobre la pared del recipiente Mat-Tech, agitando suavemente el recipiente a mano y luego eliminando el tampón con una pipeta para observar la unión con IgE. Las fibras se visualizan mediante microscopía confocal.

Una estación de prueba típica utilizada para determinar las características iniciales de corriente y voltaje de las nano fibras consta de ABOs y un microscopio con zoomo lo micro, una etapa con pinza de vacío para micro posicionadores, un multímetro para mediciones de voltaje y un medidor de fuente para entrada de baja corriente en las fibras. Primero, conecte dos micro posicionadores a una fuente de corriente muy baja y monte los brazos de la sonda de los micro posicionadores sobre la manta de fibra en lados opuestos, con las puntas tocando las fibras. Luego, conecte otros dos micro posicionadores a un multímetro digital.

Coloque los brazos de la sonda entre los otros dos y posicione las puntas sobre la manta de fibra. Asegúrese de que las cuatro puntas estén lo más alineadas posible. Introduzca cantidades variables de corriente, típicamente en el rango de nanoamperios.

Ahora, mida la caída de voltaje entre las puntas externas para cada magnitud de corriente suministrada. Proceda a crear gráficos de corriente versus voltaje y determine el tipo de dispositivo caracterizado por la manta de fibras. En este método, el polímero funcional de DNP se prepara mediante polimerización viviente iónica.

El iniciador funcional D utilizado en la polimerización se prepara mediante una reacción de transferencia de electrones. En el proceso, se añade un monómero de estireno dimetoxi al iniciador, seguido del segundo monómero, óxido de etileno. Y finalmente, la polimerización activa se termina con metanol.

La estructura del polímero funcional se confirma mediante espectroscopía FTIR y NMR. El FTIR muestra la desaparición completa de la absorción ancha del grupo oh, lo que indica una funcionalización cuantitativa con el grupo CDNP. La integración de los picos en el espectro de RMN determina que los polímeros están funcionalizados cuantitativamente.

A continuación, los polímeros se funcionalizan mediante acoplamiento con DCC para incorporar en esta malla de nanofibras conductoras motivos funcionales de DNP; la especificidad de unión de los polímeros de DNP electrohilados hacia el anticuerpo IgE se demuestra mediante fluorescencia. Típicamente, una imagen de nanofibras bajo un microscopio de fuerza atómica puede medir las dimensiones de las nanofibras. Las imágenes de SEM indican que las morfologías de estas fibras son lineales y con estructura perlada.

El objetivo general es preparar fibras que sean principalmente lineales. Un gráfico de voltaje frente a corriente de mantas de nanofibras muestra un comportamiento óhmico de una resistencia cuando el antígeno se une a las nanofibras. Un cambio en la resistencia sugiere que las fibras funcionales tienen una aplicación potencial como componente activo en sensores para la detección de moléculas individuales.

Trabajar con disolventes como tetrahidrofuran, diclorometano, clorobenceno y dimetilsulfóxido puede ser extremadamente peligroso, por lo que se deben tomar las precauciones adecuadas Una vez maestro tercero. Este enfoque puede realizarse en cinco días. Esto incluye la síntesis y caracterización de polímeros, así como la fabricación y caracterización de no fibras.

Al intentar este procedimiento, es importante recordar que la polimerización aniónica es sensible a las impurezas del producto. Espero que hayan disfrutado el video y les deseamos éxito en sus experimentos.