Procedimento per la realizzazione di nanofibre Biofunzionali

L'obiettivo generale di questa procedura è preparare nanostrutture fibrose decorate con gruppi funzionali. In primo luogo, sintetizzare un copolimero a blocchi di due stirene metossilati e ossido di etilene mediante polimerizzazione ionica, e caratterizzarlo mediante spettroscopia NMR del protone. Successivamente, elettrofilare la soluzione del polimero funzionale e dei nanotubi a parete singola in una nanofibra composita.

Quindi determinare il comportamento tensione-corrente delle nanostrutture dopo che sono state esposte alla proteina IgE E.Ultimamente, combinando l'ANI e una polimerizzazione vivente con l'elettrofilatura, è possibile produrre nanostrutture decorate con gruppi funzionali capaci di legarsi a proteine specifiche. In questo approccio alla fabbricazione di nanostrutture biofunzionali, una polimerizzazione vivente consente la sintesi agevole di polimeri biofunzionali con pesi molecolari controllati. Inoltre, la tecnica di elettrofilatura permette la preparazione di nanostrutture decorate con gruppi funzionali, in grado di interagire specificamente con le proteine.

Questo metodo può fornire informazioni preziose nel campo della diagnostica medica. Può inoltre essere applicato ad altri sistemi, come il monitoraggio di qualsiasi singola molecola desiderata nell'ambiente, incorporando nanostrutture funzionalizzate in capi d'abbigliamento, automobili, ecc. Can I Poly richiede condizioni estremamente rigorose. Questo video dovrebbe aiutarti a padroneggiare le manipolazioni necessarie per la sintesi di un polimero e la successiva lavorazione in una nanofibra. Utilizzando benzofenone come indicatore, disidratare 200 millilitri di tetraidrofuran su sodio metallico sotto atmosfera di azoto anidro.

Inoltre, asciugare 10 millilitri di due metossistirene su idruro di calcio per 24 ore. Per il reattore di polimerizzazione. Per questa reazione, preparare un bagno a temperatura fredda mantenuto a meno 78 gradi Celsius utilizzando una sospensione di isopropanolo e azoto liquido.

Assemblare un pallone da 100 millilitri a fondo rotondo con un giunto esterno conico standard. Due adattatori per il controllo del flusso con rubinetti e una bacchetta di agitazione in teflon per tutta la durata della reazione. Azoto ad altissima purezza, in modo che il sistema sia inerte.

Aggiungere 25 microlitri di THF nel pallone per la reazione di polimerizzazione. Successivamente, aggiungere due millilitri della soluzione iniziatore. Poi, iniettare quattro millilitri del primo monomero e lasciare procedere la reazione per 40 minuti.

Ora aggiungere un millilitro del secondo monomero per la polimerizzazione a temperatura ambiente per due giorni, terminare la polimerizzazione con acido cloridrico 6 M e metanolo. Successivamente, per purificare il polimero, precipitarlo in esani e asciugarlo in un forno sotto vuoto, quindi procedere a caratterizzare il polimero mediante NMR. Collocare i reagenti di accoppiamento in un pallone a tre collo e asciugarli sotto linea vuoto per quattro ore.

Quindi iniettare 10 millilitri di clorometano anidro nel pallone sotto azoto. Lasciare mescolare la miscela per 12 ore a temperatura ambiente.

Filtrare la miscela di reazione per recuperare il precipitato polimerico, lavandolo due volte con esaano e metanolo, essiccare il polimero precipitato in forno sotto vuoto a 40 gradi Celsius. Infine, determinare la struttura e la funzionalità del polimero mediante FTIR e HNMR. Sciogliere il 20% del polimero funzionalizzato in clorobenzene.

Ora preparare due soluzioni di polistirene nel clorobenzene. Il polistirene con peso molecolare più elevato viene utilizzato per migliorare l'entanglement polimerico e per ottenere la viscosità ottimale richiesta per l'elettrofilatura. Mescolare le soluzioni polimeriche per formare rapporti uno a uno e uno a due dei polimeri.

Quindi aggiungere il 1% di nanotubi di carbonio a parete singola alla miscela e agitare durante la notte. Assemblare l'apparato di elettrofilatura con una sorgente di alta tensione Glassman, una wafer di silicio, una siringa o una pompa per siringa chimica e una lampada per visualizzare la procedura. Durante il procedimento, prelevare una piccola quantità della soluzione polimerica di swc NT in una siringa ipodermica e montare la siringa ipodermica.

Ora collegare il morsetto a cui viene applicata l'alta tensione all'ago della siringa. Per iniziare la filatura elettrostatica, accendere la fonte di alta tensione e regolare il voltmetro a 10 chilovolt. Quindi iniziare a spingere lo stantuffo della siringa.

A seconda della natura dei polimeri nel composito, potrebbero essere necessarie tensioni più elevate, specialmente se si desiderano nanostrutture con diametro inferiore a cento nanometri. Rimuovere la wafer di silicio e asciugare completamente in un essiccatore per tutta la notte. Per osservare la prospettiva generale delle nanostrutture, ottenere innanzitutto un'immagine mediante microscopio ottico.

Quindi utilizzare un microscopio elettronico a scansione per osservare dettagli più fini come la morfologia, il diametro e la dimensione media dei pori. Ulteriori immagini ottenute mediante microscopio a forza atomica permettono di osservare la topografia 3D delle nanostrutture. Posizionare un piccolo pezzo di wafer di silicio, sul quale sono presenti nanostrutture, su un supporto mat tech.

Coprislip del pozzetto. Aggiungere 10 microlitri di anticorpo marcato con fluorocromo e incubare per un'ora; lavare tre volte con soluzione P-B-S-B-S-A dispensando delicatamente la soluzione sulla parete della piastra Mat-Tech, ruotando dolcemente la piastra a mano e quindi rimuovendo il tampone con una pipetta per osservare il legame con IgE. Le fibre vengono visualizzate mediante microscopia confocale.

Una tipica stazione di prova utilizzata per determinare le caratteristiche iniziali corrente-tensione delle nanostrutture in fibra è composta da ABOs e un microscopio con zoom microscopico, uno stadio con pinza a vuoto per microposizionatori, un multimetro per le misurazioni di tensione e un generatore multimetro per l'inserimento di correnti basse nelle fibre. Innanzitutto, collegare due microposizionatori a un generatore di corrente molto bassa e montare i bracci della sonda dei microposizionatori sopra il tappeto di fibre su lati opposti, con le punte a contatto con le fibre. Successivamente, collegare altri due microposizionatori a un multimetro digitale.

Montare i bracci della sonda tra gli altri due e appoggiare le punte sul materassino di fibra. Assicurarsi che le quattro punte siano il più possibile colineari. Applicare quantità variabili di corrente, tipicamente nell'ordine dei nanoampere.

Ora, misurare la caduta di tensione tra le punte esterne per ogni valore di corrente erogata. Procedere quindi a creare grafici corrente-tensione e determinare il tipo di dispositivo caratterizzato dalla matrice di fibre. In questo metodo, il polimero funzionale di DNP viene preparato mediante polimerizzazione vivente ionica.

L'iniziatore funzionale D utilizzato nella polimerizzazione viene preparato mediante reazione di trasferimento di elettroni. Nel processo, un monomero di stirene bimetossilato viene aggiunto all'iniziatore, seguito dal secondo monomero, l'ossido di etilene. Infine, la polimerizzazione vivente viene arrestata con metanolo.

La struttura del polimero funzionale viene confermata mediante spettroscopia FTIR e NMR. L'FTIR mostra la completa scomparsa dell'ampio assorbimento OH, indicativo di una funzionalizzazione quantitativa con il gruppo CDNP. L'integrazione dei picchi nello spettro NMR determina che i polimeri sono funzionalizzati in maniera quantitativa.

I polimeri vengono quindi funzionalizzati mediante accoppiamento con DCC per incorporare gruppi funzionali DNP in questa matrice di nanofibre conduttive; la specificità di legame dei polimeri elettrofilati con DNP verso l'anticorpo IgE viene dimostrata mediante fluorescenza. Tipicamente, un'immagine di nanofibra ottenuta al microscopio a forza atomica può misurare le dimensioni delle nanofibre. Le immagini al microscopio elettronico a scansione (SEM) indicano che le morfologie di queste fibre sono lineari e presentano nodosità.

L'obiettivo generale è preparare fibre prevalentemente lineari. Un grafico della tensione in funzione della corrente di tappeti di nanofibre mostra un comportamento ohmico di un resistore quando l'antigene si lega alle nanofibre. Una variazione della resistenza suggerisce che le fibre funzionalizzate hanno un potenziale impiego come componente attivo in sensori per la rilevazione di singole molecole.

Il lavoro con solventi come tetra idro, furano, di cloro, metano, cloro, benzene e dimetil solfossido può essere estremamente pericoloso; pertanto, è essenziale adottare le opportune precauzioni. Questo approccio può essere completato in cinque giorni, inclusa la sintesi e la caratterizzazione del polimero, nonché la fabbricazione e la caratterizzazione di materiali non fibrosi.

Nel tentativo di eseguire questa procedura, è importante ricordare che la polimerizzazione anionica è sensibile alle impurità del prodotto. Spero che il video ti sia piaciuto e buona fortuna con gli esperimenti.