Procédure de Fabrication nanofibres biofonctionnelles

L'objectif général de cette procédure est de préparer des nanofibres décorées de groupes fonctionnels. Tout d'abord, synthétisez un copolymère bloc de deux méthoxystyrènes et d'oxyde d'éthylène par polymérisation ionique, puis caractérisez-le par spectroscopie RMN du proton. Ensuite, électrofilerez la solution du polymère fonctionnel et du nanotube à paroi unique en une nanofibre composite.

Ensuite, déterminez le comportement en tension du courant des nanofibrilles après qu'elles aient été exposées à la protéine IgE E. En définitive, la combinaison de l'ANI et d'une polymérisation vivante avec l'électrofilature peut produire des nanofibrilles décorées de groupes fonctionnels capables de se lier à des protéines spécifiques. Dans cette approche de fabrication de nanofibrilles biofonctionnelles, une polymérisation vivante permet la synthèse aisée de polymères biofonctionnels aux masses moléculaires contrôlées. Par ailleurs, la technique d'électrofilature permet l'obtention de nanofibrilles décorées de groupes fonctionnels, qui peuvent interagir spécifiquement avec des protéines.

Cette méthode peut fournir des informations précieuses en matière de diagnostics médicaux. Elle peut également être appliquée à d'autres systèmes, comme la surveillance de n'importe quelle molécule unique souhaitée dans l'environnement, en intégrant des nanofibres fonctionnelles dans les vêtements, les automobiles, etc. Can I Poly exige des conditions extrêmement rigoureuses. Cette vidéo devrait vous aider à maîtriser les manipulations nécessaires à la synthèse d'un polymère et au traitement ultérieur en nanofibre. Utilisez la benzophénone comme indicateur de dessiccation pour déshydrater 200 millilitres de tétrahydrofuranne sur du sodium métallique sous atmosphère d'azote anhydre.

Sécher également 10 millilitres de deux méthoxy styrène sur l'hydrure de calcium pendant 24 heures. Pour le réacteur de polymérisation. Pour cette réaction, préparer un bain à température froide maintenu à moins 78 degrés Celsius à l'aide d'un mélange d'isopropanol et d'azote liquide.

Assemblez un ballon à fond rond de 100 millilitres à col unique muni d'une embase conique normalisée. Deux adaptateurs de contrôle de débit équipés de robinets et une tige d'agitation en téflon traversent tout le dispositif de réaction. Utilisez de l'azote de pureté ultrélevée afin d'assurer l'inertie du système.

Ajouter 25 microlitres de THF dans le flacon de réaction de polymérisation. Ensuite, ajouter deux millilitres de la solution d'amorceur. Puis, injecter quatre millilitres du premier monomère et laisser la réaction se dérouler pendant 40 minutes.

Ajoutez maintenant un millilitre du deuxième monomère pour une polymérisation à température ambiante pendant deux jours, puis terminez la polymérisation à l’aide d’acide chlorhydrique six molaire et de méthanol. Ensuite, pour purifier le polymère, précipitez-le dans l’hexane et séchez-le dans une étuve sous vide, puis procédez à la caractérisation du polymère par RMN. Placez les réactifs de couplage dans un ballon à trois cols et séchez-les sur une ligne sous vide pendant quatre heures.

Ensuite, injecter 10 millilitres de dichlorométhane anhydre dans le flacon sous azote. Laisser le mélange réagir sous agitation pendant 12 heures à température ambiante.

Filtrer le mélange réactionnel pour récupérer le précipité polymérique, puis précipiter deux fois dans l'hexane et le méthanol, sécher le polymère précipité dans une étuve sous vide à 40 degrés Celsius. Enfin, déterminer la structure et la fonctionnalité du polymère par FTIR et RMN du proton. Dissoudre 20 % du polymère fonctionnalisé dans le chlorobenzène.

Préparez maintenant deux solutions de polystyrène dans le chlorobenzène. Le polystyrène de poids moléculaire plus élevé est utilisé pour améliorer l'enchevêtrement du polymère et obtenir la viscosité optimale requise pour l'électrofilage. Mélangez les solutions de polymère pour former des rapports un à un et un à deux des polymères.

Ensuite, ajouter 1 % de nanotubes de carbone monoparois au mélange et agiter toute la nuit. Assembler l'appareil d'électrofilage avec une source de haute tension Glassman, une plaquette de silicium, une seringue ou une pompe à seringue chimique, et une lampe pour visualiser le procédé. Au fur et à mesure, prélever une petite quantité de la solution polymère de swc NT dans une seringue hypodermique et monter la seringue hypodermique.

Maintenant, fixez la pince portant la haute tension à appliquer sur l'aiguille de la seringue. Pour commencer l'électrofilage, mettez sous tension la source de haute tension et réglez le voltmètre à 10 kilovolts. Ensuite, commencez à pousser le piston de la seringue.

En fonction de la nature des polymères présents dans le composite, des tensions plus élevées peuvent être nécessaires, particulièrement si l'on souhaite obtenir des nanofibres de moins de cent nanomètres. Démontez la plaquette de silicium et séchez-la complètement dans un dessiccateur pendant toute une nuit. Pour observer l'aspect général des nanofibres, commencez par acquérir une image à l'aide d'un microscope optique.

Ensuite, utilisez un microscope électronique à balayage pour observer des détails plus fins, tels que la morphologie, le diamètre et la taille moyenne des pores. Des images supplémentaires obtenues au microscope à force atomique vous permettent d'observer la topographie 3D des nanofibres. Placez un petit morceau de tranche de silicium sur lequel se trouvent des nanofibres sur un tapis tech.

Couvrir la lame. Ajouter 10 microlitres d'anticorps marqué au fluorochrome et incuber pendant une heure. Rincer trois fois avec une solution P-B-S-B-S-A en dispensant délicatement la solution sur la paroi de la boîte Mat Tech, en agitant doucement la boîte à la main, puis en éliminant le tampon à l’aide d’une pipette afin d’observer la liaison avec l’IgE. Les fibres sont visualisées par microscopie confocale.

Une station de mesure typique utilisée pour déterminer les caractéristiques initiales courant-tension des nanofibres se compose d'un microscope ABOs et d'un objectif de zoom microscopique, d'une platine à préhenseur sous vide pour micro-positionneurs, d'un multimètre pour les mesures de tension et d'un générateur-mesureur de courant pour l'injection d'un faible courant dans les fibres. Tout d'abord, reliez deux micro-positionneurs à une source de très faible courant, puis fixez les bras de sonde des micro-positionneurs au-dessus du tapis de fibres, de chaque côté, de manière à ce que leurs pointes entrent en contact avec les fibres. Ensuite, reliez deux autres micro-positionneurs à un multimètre numérique.

Montez les bras de la sonde entre les deux autres et posez les pointes sur le matelas de fibres. Veillez à ce que les quatre pointes soient aussi colinéaires que possible. Appliquez des intensités variables, généralement dans la gamme des nanoampères.

Mesurez maintenant la chute de tension aux extrémités externes pour chaque intensité de courant délivrée. Procédez ensuite à la création de graphiques courant-tension et déterminez le type de dispositif caractérisé par la nappe de fibres. Dans cette méthode, le polymère fonctionnel de DNP est préparé par polymérisation vivante ionique.

L'initiateur fonctionnel D utilisé dans la polymérisation est préparé par une réaction de transfert d'électrons. Au cours du processus, un monomère de styrène diméthoxy est ajouté à l'initiateur, suivi du second monomère, l'oxyde d'éthylène. Enfin, la polymérisation vivante est arrêtée par le méthanol.

La structure du polymère fonctionnel est confirmée par spectroscopie FTIR et RMN. L'analyse FTIR montre la disparition complète de l'absorption large caractéristique du groupe OH, indiquant une fonctionnalisation quantitative par le groupe CDNP. L'intégration des pics dans le spectre de RMN détermine que les polymères sont fonctionnalisés de manière quantitative.

Les polymères sont ensuite fonctionnalisés par couplage au DCC afin d'incorporer des groupements DNP fonctionnels dans ce tapis de nanofibres conductrices ; la spécificité de liaison des polymères DNP électrofilés vis-à-vis de l'anticorps IgE est démontrée par fluorescence. Typiquement, une image de nanofibre observée au microscope à force atomique permet de mesurer les dimensions des nanofibres. Les images de MEB indiquent que les morphologies de ces fibres sont linéaires et perlées.

L'objectif général est de préparer des fibres principalement linéaires. Un tracé courant-tension de nappes de nanofibres présente un comportement ohmique d'une résistance lorsque l'antigène se lie aux nanofibres. Une variation de la résistance suggère que les fibres fonctionnelles pourraient être utilisées comme composant actif dans des capteurs destinés à la détection de molécules uniques.

Travailler avec des solvants tels que le tétrahydrofuran, le dichlorométhane, le chlorobenzène et le diméthylsulfoxyde peut être extrêmement dangereux ; prenez donc les précautions appropriées. Cette approche peut être réalisée en cinq jours. Cela inclut la synthèse et la caractérisation du polymère ainsi que la fabrication et la caractérisation de matériaux non fibreux.

Lors de la réalisation de cette procédure, il est important de se rappeler que la polymérisation est sensible aux impuretés du produit. J'espère que vous avez apprécié la vidéo et bonne chance avec les expériences.