Procedure voor het vervaardigen van biofunctionele nanovezels

Het algemene doel van deze procedure is het prepareren van nanovezels die zijn gedecoreerd met functionele groepen. Synthetiseer eerst een blokcopolymeer van methoxystyreen en ethyleenoxide via anionische polymerisatie en karakteriseer dit met proton-NMR-spectroscopie. Electrospin vervolgens de oplossing van het functionele polymeer en single-wall nanobuisjes tot een composietnanovezel.

Bepaal vervolgens het stroomspanningsgedrag van de nanovezels nadat deze zijn blootgesteld aan het eiwit IgE E. Uiteindelijk kan de combinatie van ANI en een levende polymerisatie met electrospinning nanovezels produceren die zijn gedecoreerd met functionele groepen die in staat zijn zich te binden aan specifieke eiwitten. Bij deze benadering voor het vervaardigen van biofunctionele nanovezels maakt een levende polymerisatie de eenvoudige synthese van biofunctionele polymeren met gecontroleerde molecuulgewichten mogelijk. De electrospinningtechniek maakt vervolgens de bereiding van nanovezels mogelijk die zijn gedecoreerd met functionele groepen, die specifiek kunnen interageren met eiwitten.

Deze methode kan waardevolle inzichten bieden voor de medische diagnostiek. Het kan ook worden toegepast op andere systemen, zoals de monitoring van elk gewenst enkel molecuul in de omgeving door functionele nanovezels te integreren in kleding, auto's, enzovoort. Can I Poly vereist uiterst strikte condities. Deze video moet u helpen bij het beheersen van de manipulaties die nodig zijn voor de synthese van een polymeer en de daaropvolgende verwerking tot een nanovezel. Gebruik benzofenon als indicator en dehydrateer 200 milliliters tetrahydron over natriummetaal onder droog stikstofgas.

Droog daarnaast 10 milliliters van twee methoxystyreen gedurende 24 uur over calciumhydride voor de polymerisatiereactor. Bereid voor deze reactie een koud bad voor dat op minus 78 degrees Celsius wordt gehouden, gebruikmakend van een suspensie van isopropanol en vloeibare stikstof.

Stel een rondbodelfles van 100 milliliter samen met één hals en een standaard taps toelopende buitenverbinding. Gebruik twee flowcontrole-adapters met stopkranen en één Teflon roerstaaf gedurende de reactiestroom. Gebruik stikstof van ultra-hoge zuiverheid, zodat het systeem inert is.

Voeg 25 µL THF toe aan de polymerisatiekolf. Voeg vervolgens twee milliliters van de initiatortoplossing toe. Injecteer daarna vier milliliters van het eerste monomeer en laat de reactie 40 minuten doorlopen.

Voeg nu één milliliter van het tweede monomeer toe voor polymerisatie bij kamertemperatuur gedurende twee dagen en stop de polymerisatie met zes molair zoutzuur en methanol. Zuiver het polymeer vervolgens door het neer te slaan in hexanen en te drogen in een vacuümoven, waarna het polymeer wordt gekarakteriseerd met NMR. Plaats de koppelingsreagentia in een driehalskolf en droog deze gedurende vier uur op een vacuümlijn.

Inject vervolgens 10 milliliter droog dichloormethaan in de kolf onder stikstof. Laat het mengsel 12 uur lang roeren bij kamertemperatuur.

Filter het reactiemengsel tweemaal met hexanen en methanol om het polymeerprecipitaat terug te winnen, droog het geprecipiteerde polymeer in een vacuümoven bij 40 °C. Bepaal tot slot de polymeerstructuur en functionaliteit via FTIR en HNMR. Los 20% van het functionele polymeer op in chloorbenzeen.

Bereid nu twee oplossingen van polystyreen in chloorbenzeen. Het polystyreen met het hogere molecuulgewicht wordt gebruikt om de verstrengeling van de polymeerketens te verbeteren en om de optimale viscositeit te verkrijgen die vereist is voor electrospinning. Meng de polymeeroplossingen om ratio's van één-op-één en één-op-twee van de polymeren te vormen.

Voeg vervolgens 1% enkelwandige koolstofnanobuizen toe aan het mengsel en roer dit gedurende de nacht. Zet de elektrospin-apparatuur op met een Glassman hoogspanningsbron, een siliciumwafer, een spuit of chemische spuitpomppomp en een lamp om de procedure te visualiseren. Trek tijdens het proces een kleine hoeveelheid van de polymeer-swc NT-oplossing op in een hypodermische spuit en monteer de hypodermische spuit.

Bevestig nu de klem met de hoge spanning die op de naald van de spuit moet worden aangebracht. Om te beginnen met electrospinning, zet u de hoogspanningsbron aan en stelt u de voltmeter in op 10 kilovolt. Begin vervolgens met het indrukken van de zuiger van de spuit.

Afhankelijk van de aard van de polymeren in het composiet kunnen hogere voltages vereist zijn, vooral wanneer nanofibers kleiner dan honderd nanometer gewenst zijn. Verwijder de siliconenwafer en laat deze gedurende één nacht volledig drogen in een exsiccator. Om een algemeen overzicht van de nanofibers te krijgen, dient u eerst een afbeelding te maken met een optische microscoop.

Gebruik vervolgens een scanning-elektronenmicroscoop om fijnere details waar te nemen, zoals de morfologie, diameter en gemiddelde poriegrootte. Verdere beeldvorming met een atoomkrachtmicroscoop stelt u in staat om de 3D-topografie van de nanovezels te observeren. Plaats een klein stukje siliciumwafer waarop nanovezels aanwezig zijn op een mat tech.

Dekglasputje. Voeg 10 µL fluorescent gelabelde antilichamen toe en laat dit een uur incuberen. Was drie keer met PBS-BSA-oplossing door de oplossing voorzichtig tegen de wand van de MatTek-schaal te dispenseren, de schaal voorzichtig handmatig te zwenken en vervolgens de buffer met een pipet te verwijderen om de binding met IgE te observeren. De vezels worden gevisualiseerd middels confocale microscopie.

Een typisch probe-station dat wordt gebruikt om de initiële stroom-spanningskarakteristieken van de nanovezels te bepalen, bestaat uit een ABOs en lo micro zoomo microscoop, een vacuümtabel voor micropositioneerders, een multimeter voor spanningsmetingen en een source meter voor een lage stroomingang in de vezels. Verbind eerst twee micropositioneerders met een zeer lage stroombron en monteer de probe-armen van de micropositioneerders aan weerszijden boven de vezelmat, waarbij de tips de vezels raken. Verbind vervolgens nog twee micropositioneerders met een digitale multimeter.

Plaats de sonde-armen tussen de andere twee armen en breng de punten op de vezelmat aan. Zorg ervoor dat de vier punten zo colineair mogelijk zijn. Voer variërende hoeveelheden stroom in, gewoonlijk in het nanoampère-bereik.

Meet nu de spanningsval over de buitenste uiteinden voor elke toegepaste stroomsterkte. Maak vervolgens stroom-spanningsdiagrammen en bepaal het type apparaat dat door de vezelmat wordt gekarakteriseerd. In deze methode wordt het functionele polymeer van DNP geprepareerd via anionische levende polymerisatie.

De D-functionele initiator die wordt gebruikt bij de polymerisatie wordt bereid via een elektronoverdrachtreactie. Tijdens dit proces wordt een twee-methoxystyreenmonomeer aan de initiator toegevoegd, gevolgd door het tweede monomeer, ethyleenoxide. Ten slotte wordt het levende polymeer gestopt met methanol.

De structuur van het functionele polymeer wordt bevestigd met FTIR- en NMR-spectroscopie. De FTIR vertoont het volledige verdwijnen van de brede oh-absorptie, wat duidt op kwantitatieve functionalisering met de CDNP-groep. De integratie van de pieken in het NMR-spectrum bepaalt dat de polymeren kwantitatief gefunctionaliseerd zijn.

De polymeren worden vervolgens gefunctionaliseerd via DCC-koppeling om functionele DNP-eenheden in deze mat van geleidende nanovezels in te bouwen; de bindingsspecificiteit van electrogesponnen DNP-polymeren voor IgE-antilichamen wordt fluorescent aangetoond. Normaal gesproken kan een afbeelding van een nanovezel onder een atoomkrachtmicroscoop de afmettingen van de nanovezels bepalen. SEM-beelden laten zien dat de morfologie van deze vezels lineair en gekraald is.

Het uiteindelijke doel is om vezels te prepareren die grotendeels lineair zijn. Een stroom-spanningsgrafiek van matten van nanovezels vertoont het ohmse gedrag van een weerstand wanneer het antigeen aan de nanovezels is gebonden. Een verandering in de weerstand suggereert dat de functionele vezels een potentiële toepassing hebben als actief component in sensoren voor detectie van enkelvoudige moleculen.

Het werken met oplosmiddelen zoals tetrahydrofuraan, dichloormethaan, chloorbenzeen en dimethylsulfoxide kan extreem gevaarlijk zijn; neem daarom de juiste voorzorgsmaatregelen. Deze aanpak kan in vijf dagen worden uitgevoerd. Dit omvat de synthese en karakterisering van het polymeer, evenals de fabricage en karakterisering van de nanovezels.

Tijdens het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om te onthouden dat anon polymerisatie gevoelig is voor onzuiverheden in het product. Ik hoop dat u de video met plezier heeft bekeken en veel succes met de experimenten.