Procedimento para a fabricação de nanofibras biofuncionais

O objetivo geral deste procedimento é preparar nanofibras revestidas com grupos funcionais. Primeiro, sintetize um copolímero em bloco de dois estirenos metoxi e óxido de etileno por meio de polimerização iônica, e caracterize-o por espectroscopia de RMN de prótons. Em seguida, eletrofie a solução do polímero funcional e do nanotubo de parede simples em uma nanofibra composta.

Em seguida, determine o comportamento de tensão elétrica das nano fibras após sua exposição à proteína IgE E.Ultimamente, combinar a ANI e uma polimerização vivente com eletrofiação pode produzir nano fibras decoradas com grupos funcionais capazes de se ligar a proteínas específicas. Nessa abordagem para fabricação de nano fibras biofuncionais, uma polimerização vivente permite a síntese facilitada de polímeros biofuncionais com pesos moleculares controlados. Além disso, a técnica de eletrofiação permite a preparação de nano fibras decoradas com grupos funcionais, os quais podem interagir especificamente com proteínas.

Este método pode fornecer informações valiosas para diagnósticos médicos. Também pode ser aplicado a outros sistemas, como o monitoramento de qualquer molécula única desejada no ambiente, incorporando nanofibras funcionais em roupas, automóveis, etc. O Can I Poly exige condições extremamente rigorosas. Este vídeo deve ajudá-lo a dominar as manipulações necessárias para a síntese de um polímero e seu posterior processamento em uma nanofibra. Usando benzofenona como indicador, desidrate 200 mililitros de tetra-hidrofuran sobre sódio metálico sob gás nitrogênio seco.

Também seque 10 mililitros de dois metóxistirenos sobre hidreto de cálcio por 24 horas. Para o reator de polimerização. Para esta reação, prepare um banho de temperatura fria mantido a menos 78 graus Celsius utilizando uma pasta de isopropanol e nitrogênio líquido.

Monte um frasco redondo de 100 mililitros com um único pescoço e junta externa de encaixe cônico padrão. Utilize dois adaptadores de controle de fluxo com torneiras e uma haste de agitação de teflon ao longo do fluxo da reação. Nitrogênio de ultrapureza, de modo que o sistema permaneça inerte.

Adicione 25 microlitros de THF no frasco de reação de polimerização. Em seguida, adicione dois mililitros da solução do iniciador. Depois, injete quatro mililitros do primeiro monômero e deixe a reação prosseguir por 40 minutos.

Agora, adicione um mililitro do segundo monômero para polimerização à temperatura ambiente durante dois dias, finalize a polimerização com ácido clorídrico 6 M e metanol. Em seguida, para purificar o polímero, precipite-o em hexanos e seque em estufa a vácuo; prossiga com a caracterização do polímero utilizando RMN. Coloque os reagentes de acoplamento em um frasco de três bocas e seque na linha a vácuo por quatro horas.

Em seguida, injete 10 mililitros de diclorometano seco no frasco sob nitrogênio. Deixe a mistura reagir com agitação durante 12 horas, à temperatura ambiente.

Filtre a mistura reacional para recuperar o precipitado polimérico, lavando duas vezes com hexanos e metanol, seque o polímero precipitado em forno a vácuo a 40 graus Celsius. Finalmente, determine a estrutura e funcionalidade do polímero por FTIR e HNMR. Dissolva 20% do polímero funcional em cloreto de benzeno.

Agora, prepare duas soluções de poliestireno em clorobenzeno. O poliestireno de maior peso molecular é utilizado para melhorar o emaranhamento polimérico e obter a viscosidade ideal necessária para a eletrofiação. Misture as soluções poliméricas para formar proporções de um para um e um para dois dos polímeros.

Em seguida, adicione 1% de nanotubos de carbono de parede simples à mistura e agite durante a noite. Monte o equipamento de eletrofiação com uma fonte de alta tensão Glassman, uma pastilha de silício, uma seringa ou bomba de seringa química e uma lâmpada para visualizar o procedimento. Conforme o processo avança, retire uma pequena quantidade da solução polimérica de swc NT para dentro de uma seringa hipodérmica e monte a seringa hipodérmica.

Agora, fixe o clipe que conduzirá a alta tensão ao agulha da seringa. Para iniciar o eletrofiação, ligue a fonte de alta tensão e ajuste o voltímetro para 10 quilovolts. Em seguida, comece a empurrar o êmbolo da seringa.

Dependendo da natureza dos polímeros no compósito, podem ser necessárias tensões mais altas, especialmente se forem desejadas nanofibras com menos de cem nanômetros. Remova a pastilha de silício e seque completamente em um dessecador durante a noite. Para observar a perspectiva geral das nanofibras, obtenha primeiro uma imagem com um microscópio óptico.

Em seguida, utilize um microscópio eletrônico de varredura para observar detalhes mais finos, como morfologia, diâmetro e tamanho médio dos poros. Imagens adicionais obtidas por microscopia de força atômica permitem observar a topografia tridimensional das nano fibras. Coloque um pequeno pedaço de pastilha de silício, na qual há nano fibras, sobre um suporte da Mat Tech.

Cubra a lamínula. Adicione 10 microlitros de anticorpo marcado com fluoróforo e incube por uma hora. Lave três vezes com solução P-B-S-B-S-A dispensando suavemente a solução na parede do recipiente Mat Tech, girando o recipiente suavemente com a mão e, em seguida, removendo o tampão com uma pipeta para observar a ligação com IgE. As fibras são visualizadas por microscopia confocal.

Uma estação de prova típica utilizada para determinar as características iniciais de corrente-tensão das nano fibras consiste em ABOs e um microscópio com zoom de lo micro, uma plataforma com mordente a vácuo para micro posicionadores, um multímetro para medições de tensão e um medidor de fonte para entrada de baixa corrente nas fibras. Primeiro, conecte dois micro posicionadores a uma fonte de corrente muito baixa e monte os braços de prova dos micro posicionadores sobre a malha de fibras em lados opostos, com as pontas tocando as fibras. Em seguida, conecte outros dois micro posicionadores a um multímetro digital.

Monte os braços da sonda entre os outros dois e posicione as pontas sobre o tapete de fibras. Certifique-se de que as quatro pontas estejam o mais colineares possível. Aplique quantidades variáveis de corrente, normalmente na faixa de nanoampères.

Agora, meça a queda de tensão entre as pontas externas para cada magnitude de corrente fornecida. Prossiga criando gráficos de corrente versus tensão e determine o tipo de dispositivo caracterizado pelo manto de fibras. Neste método, o polímero funcional de DNP é preparado por polimerização iônica vivente.

O iniciador funcional D utilizado na polimerização é preparado por reação de transferência de elétrons. No processo, um monômero de estireno dimetóxi é adicionado ao iniciador, seguido pelo segundo monômero, óxido de etileno. E, finalmente, o polímero vivo é terminado com metanol.

A estrutura do polímero funcional é confirmada por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e por ressonância magnética nuclear (RMN). O FTIR mostra o desaparecimento completo da ampla absorção característica do grupo OH, indicando funcionalização quantitativa com o grupo CDNP. A integração dos picos no espectro de RMN determina que os polímeros são quantitativamente funcionalizados.

Os polímeros são então funcionalizados por acoplamento com DCC para incorporar grupos DNP funcionais nesta malha de nanofibras condutoras; a especificidade da ligação de polímeros DNP eletrofiados com o anticorpo IgE é demonstrada por fluorescência. Normalmente, uma imagem de nanofibra sob microscopia de força atômica pode medir as dimensões da nanofibra. Imagens de MEV indicam que as morfologias dessas fibras são lineares e com nódulos.

O objetivo geral é preparar fibras que sejam principalmente lineares. Um gráfico de tensão versus corrente de camadas de nanofibras exibe comportamento ôhmico de um resistor quando o antígeno se liga às nanofibras. Uma alteração na resistência sugere que as fibras funcionais têm potencial aplicação como componente ativo em sensores para detecção de molécula única.

Trabalhar com solventes como tetra-hidrofuran, diclorometano, clorobenzeno e dimetilsulfóxido pode ser extremamente perigoso; portanto, tome as precauções apropriadas. Esta abordagem pode ser realizada em cinco dias, incluindo a síntese e caracterização do polímero, bem como a fabricação e caracterização de não fibras.

Ao realizar este procedimento, é importante lembrar que a polimerização aniónica é sensível às impurezas do produto. Espero que tenham gostado do vídeo e boa sorte com os experimentos.