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Chemistry

バイオメディカル応用のための適切なカドミウムフリーのInP / ZnSの量子ドットの合成

Published: February 6, 2016 doi: 10.3791/53684

ERRATUM NOTICE

Introduction

量子ドット(QD)は、光1を照射すると蛍光特性を示すナノ結晶を半導体されています。それらの小さな多くのより大きな生体分子に類似しているサイズ(2-5 nm)で、および生体機能化の容易さに、QDは、生物医学的応用のための非常に魅力的なツールです。それらは、生物学的標識での使用、単一分子の生細胞イメージング、薬物送達、 生体内イメージング、病原体の検出、および細胞追跡 、多くの他の用途の中で2-8を発見しました

CDベースのQDは、最も一般的には、それらの強い蛍光と狭い発光ピーク幅9の生物医学的用途に使用されてきました。しかし、懸念が原因で、ナノ粒子の分解によって放出されてもよいのCd 2+イオン 10の潜在的な毒性のために提起されています。彼らは多くの蛍光特性を維持するため、近年、InP系量子ドットは、CDベースのQDの代替として検討されていますCD-ROMベースのQDの、より生体適合性の11とすることができます。 CDベースの量子ドットのみが48時間11の後に、10ピコモルという低い濃度で、in vitroアッセイにおけるInP系量子ドットよりも有意に毒性であることが見出されています。

量子ドットの蛍光発光色は、サイズ調整可能な1です。すなわち、QDのサイズが大きくなるように、蛍光発光は、赤方偏移です。 QD製品のサイズおよびサイズ分散度は、反応12中の温度、反応時間、又は前駆体濃度の条件を変えることによって変更することができます。 InP量子ドットの発光ピークは、典型的には、より広いとCDベースのQD未満激しいが、InPの量子ドットは、スペクトルの重複を避けるために設計された色の多種多様てなされたものであり、ほとんどの生物医学的ア ​​プリケーション12のために十分に強いであることができます。このプロトコルで詳述合成を600nmを中心とする赤色発光ピークを有する量子ドットを生成します。

いくつかのステップは、AF取られますQDコアのター合成は、量子ドットの光学的整合性を維持し、生物学的用途に適合させるために。 QDコアの表面が急冷引き起こす可能性があり、酸化や表面欠陥から保護されなければなりません。従って、ZnSシェルは、のInP / ZnS(コア/シェル)13を量子ドットを製造するためにコアの上にコーティングされています。このコーティングは、QD物のフォトルミネッセンスを保護することが示されています。 InPのQD合成中の亜鉛イオンの存在は、表面欠陥、ならびに減少サイズ分布12を制限することが示されています。でも反応媒体中のZn 2+の存在と、InZnPの合成は、12非常に低いです。コーティングした後、得られたInP / ZnSの量子ドットは、トリオクチルホスフィンオキシド(TOPO)またはオレイルアミン12,14のような疎水性リガンドでコーティングされています。両親媒性ポリマーは、水溶性15を付与するためにQD表面上の疎水性リガンドと同様にバルク水分子と相互作用することができます。炭と両親媒性ポリマーキシレート化学基は、さらに量子ドットを官能化するために「化学ハンドル」として使用することができます。

このプロトコルは、非常に強い蛍光発光と比較的小さなサイズ-分散と水溶性のInP / ZnSの量子ドットの合成と機能化を詳しく説明します。これらのQDは、潜在的に一般的に使用されたCdSe / ZnSの量子ドットよりも毒性が低いです。ここで、InPの/ ZnSの量子ドットの合成は、生物医学的応用のためのCD-ROMベースのQDへの実用的な代替手段を提供します。

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Protocol

インジウムリン/硫化亜鉛(のInP / ZnSの)量子ドットの1の合成

  1. インジウムリン(InP)量子ドットコアの合成
    1. 12インチのコンデンサーで100mlの丸底、三首フラスコを取り付けます。 30 mlのオレイルアミン(OLA)、0.398グラムのインジウム(III)クロリド(のInCl 3)、0.245グラムの亜鉛(II)クロリド(のZnCl 2)を添加し、1時間真空を用いて、室温で真空排気しながら撹拌します。解決策は、白色の沈殿物と無色に表示されます。
    2. 熱電対、加熱マントルを使用し、比例積分微分(PID)温度コントローラ、120℃に溶液の温度を上昇させます。コアの成長に影響を与える可能性がある低沸点不純物を除去するために20分間真空下で溶液を排出。
      注:加熱マントルを使用して、砂浴および温度計を使用することが可能であり、PIDは、反応生成物の均一性​​や再現性を増加させる一方。
    3. 不活性ガス例えば、下、N 2)は 、溶液を還流し、15分間220℃まで温度を上昇させます。 InCl 3とのZnCl 2は完全に淡黄色溶液が得られ、溶解します。温度を10分間安定化させます。
    4. 使い捨て、3ミリリットルプラスチックシリンジおよび4インチ、窒素ガスで22 Gの針をパージします。注射器を使用して、迅速のInCl 3溶液を0.5ミリリットルトリス(ジメチルアミノ)ホスフィン(TDMAP)を提供します。溶液温度がわずかに減少し、220℃に戻ります。 、透明、不透明に淡黄色、黒からの溶液に変化します。
    5. 温度が200℃未満に低下するまで、9.5分後、加熱マントルから反応フラスコを削除します。 InPコアの完全性を保護するために、ステップ1.2.1でのZnSコーティングに直接進みます。
  2. 硫化亜鉛(ZnSの)量子ドットシェルの合成
    1. 加熱マントルにステップ1.1.5から反応フラスコを置き、トンを安定させます200℃でemperature。ゆっくりのInP量子ドットを含む溶液に15秒間にわたって3.58グラムのドデカンチオール(DDT)を追加します。溶液を1時間反応させます。
      注:ZnSシェルの厚さは、ステップ1.2.4で追加ステアリン酸亜鉛の量を増加または減少させることによって変化させることができます。ステップ1.1.1および1.2.1でのZnCl 2またはドデカンチオールの量を変更すると大幅に反応速度を変更することにより、量子ドットの品質に影響を与えることができます。
      1. その後、加熱マントルから反応フラスコを取り外し、溶液を約60℃に冷却します。
    2. InP / ZnSの溶液を〜60℃に達すると、10mLのヘキサンを追加し、50mlのポリプロピレン遠心管におよそ45 mlに全体溶液を移します。未反応の固体前駆体を除去するために、サンプル(10分間3,000×gで)を遠心します。
    3. 慎重に(200ミリリットルのアセトンを追加し、250ミリリットルのポリプロピレン遠心分離ボトルに上清を移し、遠心分離ソリューション3000のxInP / ZnSの量子ドットを沈殿させ、10分間グラム)。必要なローター/アクセサリーと遠心機が利用できない場合、このボリュームは、また、遠心分離のための4つの50ミリリットルチューブに均等に分割することができます。上清を除去し、アセトンを除去するために窒素ガスで十分にQDペレットを乾燥させます。
    4. 0.474グラムのステアリン酸亜鉛、および攪拌を含む超音波処理、50ミリリットルへの転送丸底、三首フラスコを使用して20ミリリットルOLAにおける量子ドットを再懸濁します。 RTで20分間真空下で溶液を避難させます。
    5. 窒素ガス下、180℃まで温度を上昇させ、反応を3時間進行させます。この反応中に発生する反応液に顕著な視覚的な変化は存在しないが、ステアリン酸亜鉛を添加すると、このようにして量子ドット12の表面の不動態化を改善することによりQYを増加、ZnSシェル厚さを増加させる。反応が完了したら、加熱マントルからフラスコを取り外しその溶液を約60℃に冷却します。
    6. InP / ZnSのsolutiワンス流域に〜60°Cは、20ミリリットルのヘキサンを追加し、50ミリリットルのポリプロピレン遠心管に移します。未反応のステアリン酸亜鉛を除去するために、サンプル(10分間3,000×gで)を遠心します。
    7. 慎重に、250ミリリットルのポリプロピレン遠心分離ボトルに上清を移すのInP / ZnSの量子ドットを沈殿させるために200ミリリットルのアセトン、及び遠心分離液(10分間3,000×gで)を追加します。注意深く上清をデカントし、アセトンを除去するために窒素ガスで完全に乾燥。
    8. 30ミリリットルのヘキサン中のInP / ZnSのQDペレットを溶解します。完全な分散を確実にするために、簡単に解決策をボルテックスし、超音波処理。
    9. 繰り返し精製は、過剰な有機配位子の完全除去を確実にするために1.2.6-1.2.8さらに2回繰り返します。ステップ1.2での両親媒性ポリマーとQDとの間の相互作用は、過剰なリガンドの存在下で損なわれる可能性があります。
    10. 謝によって詳述。16の計算では、紫外可視分光法を用いて合成したInP / ZnSの量子ドットのサイズや濃度を決定。

2.水両親媒性ポリマーを使用したInP / ZnSの量子ドットの可溶化

  1. 水の可溶化
    1. ステップ1.2.10からのInP / ZnSの量子ドットを用いて、1μMQDの1ミリリットルを得るためにヘキサンでQDの一部を希釈します。
      1. 遠心管では、各チューブに0.25ミリリットルのInP / ZnSの量子ドットを転送します。遠心分離管及び遠心(10分間3,000×gで)に1ミリリットルのアセトン又はメタノールを追加します。慎重に上清を除去し、1mlのテトラヒドロフラン(THF)中の各沈殿物を溶解します。
      2. 100ミリリットルの丸底フラスコにTHFに溶解したInP / ZnSの量子ドットを移し、16ミリリットルのTHFで希釈しました。溶液中の凝集体の数を減らすために、5〜10分間のQDを超音波処理します。
    2. 30mgのポリ(マレインandhydride- ALT -1-オクタデセン)、3-(ジメチルアミノ)-1-プロピルアミン(PMAL-d)は、10mlの溶解分子グレードの水。水浴超音波処理または穏やかに撹拌溶液が半透明になるまで、完全にポリマーを溶解するのに十分です。ザボルテックスまたは激しい撹拌の使用は、QDとポリマーとの相互作用を阻害する、多くの泡を生成することができます。 100ミリリットルにTHF中のInP / ZnSの量子ドットを含む丸底フラスコを10ミリリットルポリマー溶液を追加します。
    3. ロータリーエバポレーターを用いてQD /重合体溶液からTHFを蒸発させます。ポリマーとQDとの間の相互作用を容易にするために蒸発させながら氷浴中でフラスコを置きます。真空の強さに応じて、ほとんどのTHFを10分後に蒸発させ、溶液が濁って見えます。
      1. 溶液を10ミリリットルまで蒸発させた後、ロータリーエバポレータからフラスコを取り外し、30ミリリットルを分子グレードの水を追加します。ロータリーエバポレーターにフラスコを返し、2ミリリットルに蒸発し続けています。この最終蒸発段階は、多くの時間を取ることができます。氷浴が維持されることを確認します。
    4. ピペットで丸底フラスコから水溶性のInP / ZnSの量子ドットを削除します。 0.1ミクロンのナイロンSYに取り付けられた3ミリリットルプラスチックシリンジを用いてQDソリ​​ューションをフィルタリングringe 5 mL遠心管にフィルタ。
    5. 2万MWCO膜透析ユニットに量子ドットを配置し、過剰なポリマーを除去するために、0.05 Mホウ酸緩衝液pH 8.5に対して透析します。 (pHは、このホウ酸緩衝液を作るために8.5になるまでゆっくりと、激しく撹拌しながら、0.05 Mホウ酸を0.05 M四ホウ酸ナトリウム十水和物を追加します。)、真空濃縮器を使用して、1ミリリットルにホウ酸緩衝液中の量子ドットを集中。
    6. 保存のために、パラフィルムで密封する前に、窒素ガスで溶液をパージします。水溶性のInP / ZnSの量子ドットは、暗所で4℃で少なくとも4ヶ月間安定です。

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Representative Results

コー​​ティングされていないのInPコアは目でかなりの可視蛍光を示すものではありません。しかしのInP / ZnS(コア/シェル)量子ドットは、UV照射下で目で明るく蛍光を発するように見えます。 InP / ZnSの量子ドットの蛍光は、蛍光分光法を用いて特徴付けました。ヘキサン中の量子ドットの蛍光スペクトル73ナノメートルの半値全幅(FWHM)を用いて600nmで中心一つの主要ピークを示しているnmの533で励起され (図1)。吸光度(0.2) 図1のオフセットは、光を散乱量子ドットを意味するもので、これにより集約QDの存在、分析( 下記参照)を点滅することもできますが、ほとんどの量子ドットは、量子ドットの単一の、または非常に小さい基であることを示しています。両親媒性ポリマーPMAL-dでコーティングした後、のInP / ZnSの量子ドットの量子収率は、標準的な17としてローダミンBとQDの統合された蛍光強度を比較することにより調べました。ヘキサン中の量子ドットの量子収率がdでした平均(2測定、5.98パーセントと6.08パーセント)の平均値(2測定、7.69パーセントと8.22パーセント)に7.96パーセントと水に6.03パーセントであることをetermined。

水溶性のInP / ZnSの量子ドットのサイズは、透過型電子顕微鏡(TEM)及び動的光散乱(DLS)の両方を使用して特徴付けました。のみ(のInP / ZnSの)ナノ結晶コアおよびシェルを視覚化TEM像、ではなく、表面の有機配位子は、150,000Xの公称倍率で捕獲されました。画像は、フィジーImageJの18を使用して分析し、閾値が二値画像を与えるように調整しました。最小および最大フェレ径は、これらの水溶性量子ドットの直径を決定するために平均化しました。このデータは、2.74±0.72 nmの( 図2A&B)の平均直径を有する小さな、比較的単分散量子ドットを実証しました。 PMAL-D中に封入pH7の水中での量子ドットの有効流体力学的直径は、DLSを使用してから測定しました。そのはずDLSを介した効果的な流体力学的直径は、有機配位子とポリマーQDの表面上だけでなく、それらと相互作用する水の分子を含む溶媒和QDを測定することを指摘しました。したがって、DLS測定値は、一般に、TEM実験で得られた測定値よりもはるかに大きいです。この測定では、量子ドットが球状であると仮定して、30の測定値の合計は、BIC部分Solutionsソフトウェアを使用して体積有効径を計算するために捕捉しました。これらの値は、14.8±6.0 nmの( 図2C)の平均粒径を提供する、平均しました。

合成したInP / ZnSの量子ドットか否かを決定するために分析を、落射蛍光顕微鏡8を用いて実施した点滅、単一分子イメージングのために適していました。それと "オフ"蛍光発光状態がSを識別するために使用することができる「オン」の分析、光学顕微鏡を使用して、個々の量子ドットを見ることができないが蛍光画像でイングルのQD涙点。単一点滅量子ドットを表す斑点が「オフ」状態と区別される「オン」状態を示します。 (脱イオン水中で約100 PMに希釈)点滅QDの映画は63X、適切なフィルタキューブとCCDカメラと落射蛍光顕微鏡に装着1.4 NA、油浸対物レンズを用いて捕捉しました。画像は500フレームのために連続して30ミリ秒の露光で撮影しました。点滅分析はImageJの19( 図3A)を用いて、各フレーム内の単一の斑点(約4ピクセル)の平均強度を分析することによって行いました。 「オン」と私たちのQDの「オフ」状態の間で明確なギャップは、1分子イメージング( 図3B)のための彼らの可能性を示しています。

細胞とのInP / ZnSの量子ドットの相互作用はまた、毒性および細胞内在化の両方を通って調査しました。ために両方の研究は、マウス神経芽細胞腫(N2aの)細胞を使用し、全ての実験は、細胞培地中で行った(50/50 D-MEM /のOpti-MEM、10%ウシ胎児血清および抗生物質/抗真菌剤を補充しました)。トリパンブルー毒性アッセイ20は、量子ドットの濃度を変えて24および48時間N2a細胞をインキュベートすることによって行いました。結果は1-5 nMで( 図4)との間にQD濃度でN2a細胞の無視できる程度の毒性を示しています。 QDの内在化を観察するために、N2a細胞を、5及び10 nMの両方で12時間、水溶性のInP / ZnSの量子ドットとインキュベートしました。これらのQDとインキュベートした細胞の画像は、ナノ粒子21の他の内在化の結果と一致している12時間( 図5)、後QDのリソソーム局在を実証するために表示されます。

図1
図1.吸光度との蛍光特性評価 InP / ZnSの量子ドット。吸光度と600nmにおける最大吸光度と73ナノメートルのFWHMを示す、533 nmで励起し、ヘキサン中のInP / ZnSのの蛍光発光スペクトルを修正しました。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

図2
水中でのポリマー被覆のInP / ZnSの量子ドットの 図2. サイズ分析。水に溶解したInP / ZnSの量子ドットの(A)透過型電子顕微鏡写真(スケールバー= 50 nm)を。 TEMの(B)の粒子サイズ分布ヒストグラムは2.74±0.72ナノメートルの平均直径をもたらします。 (C)水の中のInP / ZnSの量子ドットの動的光散乱分析、14.8±6.0 nmの平均流体力学直径を示します。large.jpg "ターゲット=" _空白 ">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

図3
そして「オン」と「オフ」の別個の存在を詳細 のInP / ZnSの量子ドットの 3 点滅分析。単一の蛍光涙点分析は、(A)は460nm±25nmの励起フィルターを使用して、水中でのInP / ZnSの量子ドットの点滅プロファイルを介して状態、500nmのロングパス発光フィルター、および475nmのダイクロイックミラー、及び(B)1 QD点滅プロファイルからのピクセル強度の二峰性分布を示すヒストグラム。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

図4
この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

図5
N2a細胞中でのInP / ZnSの量子ドットの図5.内在。0 nMの制御(A)DIC(B)QD、および(C)オーバーレイとのインキュベーションの12時間後のInP / ZnSの量子ドットの内在化を示す蛍光顕微鏡写真、12時間後(5 nMの量子ドット(D)DIC(E)QDとのインキュベーションの、および(G)DIC(H)QD、および(I)のオーバーレイとのインキュベーションの12時間後。スケールバー=10μmである。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

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Discussion

このプロトコルは、多くの生物学的システムで使用することができ、高度に蛍光のInP / ZnSの量子ドットの合成を詳述します。ここで合成されたQD製品は、他の前述の合成12に匹敵する73ナノメートルのFWHMで600nmで( 図1)を中心とする単一の蛍光発光ピークを示しました。反応時間および反応温度は、QD合成の品質および再現性に対するそれらの深刻な影響のために非常に重要なステップです。水に可溶化した後、量子ドットは、約6%の量子収率を有すると決定されました。反応時間、温度、又は前駆体濃度の変化は、マルチスペクトルの用途に使用することができる、QDの大きさと発光波長の調整を可能にします。

サイズと表面電荷は、生体系におけるナノ粒子を使用する際に考慮すべき非常に重要な要因です。標的生体分子の乱れを最小限に抑えるために、QDは小さな、月を維持する必要がありますodisperseサイズ。さらに、溶液中の量子ドットの表面電荷は、意図しない標的に向かって非特異的結合を減少させるために修飾することができます。ここで提示QDの合成は、TEM(のみコアとシェルが表示されている)( 図2Aおよび2B)による2.74±0.72 nmの直径を持つ量子ドットを生成しました。水溶性量子ドットは、現在、生物学的研究22に使用されるCD-ROMベースの量子ドットに匹敵する14.8±6.0 nmでの有効流体力学直径を有することが見出されました。水性量子ドットの表面電荷及び機能は、両親媒性ポリマーのカルボキシレート化学基のさらなる反応により修飾することができます。

点滅分析は、単一分子イメージング研究のためにこれらのInP / ZnSのの適合性を探るために使用されました。それは、光学顕微鏡を使用して、個々の量子ドットを視覚化することは不可能であるので、個々の量子ドットの点滅は、単一の粒子を同定するために用いることができます。この点滅現象は離散&の間で交互であります「蛍光が時間をかけて、単一の蛍光QDの涙点の平均ピクセル強度を使用して調査することができます23を 、述べたInP / ZnSのQDの涙点の蛍光トレースが特性を示しています。「オン・オフ」と「(」と「オフ」状態に;#34 図3(a))。また、「上」及び単一粒子 8 を区別するために、以前の研究で使用されている単一の斑点( 図3B)の「オフ」状態の間には重複が存在しません。

さらなる実験は、細胞の研究のためにこれらのInP / ZnSの量子ドットの適合性を探求するために使用されました。トリパンブルー毒性アッセイのInP / ZnSの量子ドットの生体適合性を評価するために行きました。 InP / ZnSの量子ドット11のための毒性試験に匹敵する1-5 nMでから、無視できる程度の毒性が観察された( 図4)を 、範囲のQD濃度で48時間までの24時間のインキュベーションの後。実質的な毒性は、ベルを観察されませんでしたOW 25 nMの。この濃度は、多くの生物医学的用途のために必要とされるよりもはるかに高いです。例えば、単一分子イメージング研究は、多くの場合、表面結合細胞受容体24の代表的な数を標識するためにQDプローブのpMの濃度を必要とします。また、携帯メディアで12時間5 nMもしくは10 nmでのQDとインキュベートN2a細胞は、エンドサイトーシスを介して量子ドットが内在化されていることを示し、 すなわち、QDは、細胞内の点状染色パターン( 図5)を示しています。これらの結果は、細胞プロセスを調査するためのこれらのInP / ZnSの量子ドットの適合性を示しています。

このプロトコルは、強い蛍光発光、比較的小さなサイズ分散、および生物学的適合​​性を有する水溶性のInP / ZnSの量子ドットの合成と機能化を詳しく説明します。これらのQD製品の高い品質は、それらが単一moleculに適していることを実証する蛍光顕微鏡で単一量子ドットの視覚化により示されます電子イメージング。これらのCdフリーの量子ドットが潜在的にはるかに毒性の少ない研究生物系だけでなく、それらを研究する研究者であることが予想されます。このように、生物医学的用途のためのこれらのIn系量子ドットの使用は、CDベースのQDに慎重な代替手段です。

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Disclosures

著者らは、開示することは何もありません。

Acknowledgments

作者は感謝して、このプロジェクトの彼らのサポートのためにミズーリ州立大学化学科と大学院大学を認めます。また、それらの透過電子顕微鏡および炭素被覆グリッドの使用については、がん研究のためのフレデリック国立研究所の電子顕微鏡研究室を認めます。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Oleylamine Acros 129540010
Zinc(II) chloride Sigma 030-003-00-2
Indium(III) chloride Chem-Impex 24560
Tris(dimethylamino)phosphine Encompass 50-901-10500
1-dodecanethiol Acros 117625000
Hexanes Fisher Sci H292-4
Acetone TransChemical UN 1090
Zinc Stearate Aldrich Chem 307564-1KG
Tetrahydrofuran Acros 34845-0010
Molecular Water Fisher Sci BP2470-1
Poly(maleic anhyrdride-alt-1-tetradecene), 3-(dimethylamino)-1-propylamine derivative Sigma 90771-1G
Boric acid Fisher Sci BP168-500
Sodium Tetraborate Decahydrate Fisher Sci BP175-500
Rhodamine B Aldrich Chem R95-3
Nitrogen gas Airgas UN1066
Trypan blue Thermo Sci SV30084.01
3 ml plastic Luer-lock syringe BD 309657
Luer-lock Needle Air-Tite 8300014471 4 inch, 22 gauge
50 ml polypropyene centrifuge tube Falcon 352098
250 ml centrifuge bottle Thermo Sci 05-562-23 Nalgene PPCO
5 ml centrifuge tubes Argos-Tech T2076
1.5 ml microcentrifuge tubes Bio Plas 4150
0.1 μm Syringe filter Whatman 6786-1301 Puradisc 13 mm nylon filter
Slide-A-Lyzer MINI Dialysis Unit Thermo Sci 69590 20,000 MWCO
Rotary Evaporator Heidolph
Centrifuge 5072 Eppendorf Swinging Bucket with 50 ml tube adapters
Lambda 650 UV/VIS Spectrometer Perkin Elmer UV-Vis Spectrophotometer
LS 55 Fluorescence Spectrometer Perkin Elmer Fluorometer
Axio Observer.A1 Zeiss epifluorescence microscope
AxioCam MRm Zeiss CCD Camera
Tecnai TF20 Microscope FEI Transmisison Electron Miscroscope
TEM Eagle CCD FEI TEM CCD Camera
NanoBrook Omni DLS Brookhaven Dynamic Light Scattering Instrument

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Alivisatos, A. P. Semicondictor clusters, nanocrystals, and quantum dots. Science. 271 (5251), 933-937 (1996).
  2. Michalet, X., et al. Quantum dots for live cells, in vivo imaging, and diagnostics. Science. 307 (5709), 538-544 (2005).
  3. Jaiswal, J. K., Mattoussi, H., Mauro, J. M., Simon, S. M. Long-term multiple color imaging of live cells using quantum dot bioconjugates. Nat. Biotechnol. 21 (1), 47-51 (2009).
  4. Deerinck, T. J. The application of fluorescent quantum dots to confocal, multiphoton, and electron microscopic imaging. Toxicol. Pathol. 36 (1), 112-116 (2008).
  5. Smith, A. M., Duan, H., Mohs, A. M., Nie, S. Bioconjugated quantum dots for in vivo molecular and cellular imaging. Adv. Drug Deliv. Rev. 60 (11), 1226-1240 (2008).
  6. Jamieson, T., et al. Biological applications of quantum dots. Biomaterials. 28 (31), 4717-4732 (2007).
  7. Lidke, D. S., Arndt-Jovin, D. J. Imaging takes a quantum leap. Physiology. 19, 322-325 (2004).
  8. Fichter, K. M., Flajolet, M., Greengard, P., Vu, T. Q. Kinetics of G-protein-couple receptor endosomal trafficking pathways revealed by single quantum dots. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107 (43), 18658-18663 (2010).
  9. Smith, A. M., Ruan, G., Rhyner, M. N., Nie, S. Engineering luminescent quantum dots for in vitro molecular and cellular imaging. Ann. Biomed. Eng. 34 (1), 3-14 (2006).
  10. Derfus, A. M., Chan, W. C. W., Bhatia, S. N. Probing the cytotoxicity of semiconductor quantum dots. Nano Lett. 4 (1), 11-18 (2004).
  11. Brunetti, V., et al. InP/ZnS as a safer alternative to CdSe/ZnS core/shell quantum dots: in vitro and in vivo toxicity assessment. Nanoscale. 5 (1), 307-317 (2013).
  12. Song, W., et al. Amine-derived synthetic approach to color-tunable InP/ZnS quantum dots with high fluorescent qualities. J. Nanopart. Res. 15 (1750), (1750).
  13. Dabbousi, B. O., et al. (CdSe)ZnS core-shell quantum dots: Synthesis and characterization of a size series of highly luminescent nanocrystallites. J. Phys. Chem. B. 101 (46), 9463-9475 (1997).
  14. Micic, O. I., Curtis, C. J., Jones, K. M., Sprague, J. R., Nozik, A. J. Synthesis and characterization of InP quantum dots. J. Phys. Chem. 98 (19), 4966-4969 (1994).
  15. Qi, L., Gao, X. Quantum dot-amphipol nanocomplex for intracellular delivery and realtime imaging of siRNA. ACS Nano. 2 (7), 1403-1410 (2008).
  16. Xie, R., Zheng, L., Peng, X. Nucleation kinetics vs chemical kinetics in the initial formation of semiconductor nanocrystals. J. Am. Chem. Soc. 131 (42), 15457-15466 (2009).
  17. Williams, A. T. R., Winfield, S. A., Miller, J. N. Relative fluorescence quantum yields using a computer-controlled luminescence spectrometer. Analyst. 108, 1067-1071 (1983).
  18. Schindelin, J., et al. Fiji: An open-source platform for biological-image analysis. Nat. Methods. 9 (7), 676-682 (2012).
  19. Schnieder, C. A., Rasband, W. S., Eliceiri, K. W. NIH image to ImageJ: 25 years of image analysis. Nat. Methods. 9, 671-675 (2012).
  20. Jin, Y., Kannan, S., Wu, M., Zhao, J. X. Toxicity of luminescent silica nanoparticles to living cells. Chem. Res. Toxicol. 20 (8), 1126-1133 (2007).
  21. Corazzari, I., Gilardino, A., Dalmazzo, S., Fubini, B., Lovisolo, D. Localization of CdSe/ZnS quantum dots in the lysosomal acidic compartment of cultured neurons and its impact on viability: potential role of ion release. Toxicol. In Vitro. 27 (2), 752-759 (2013).
  22. Pons, T., Uyeda, H. T., Medintz, I., Mattoussi, H. Hydrodynamic dimensions, electrophoretic mobility, and stability of hydrophilic quantum dots. J. Phys. Chem. B. 110 (41), 20308-20316 (2006).
  23. Durisic, N., Wiseman, P., Grutter, P., Heyes, C. D. A common mechanism underlies the dark fraction formation and fluorescence blinking of quantum dots. ACS Nano. 3 (5), 1167-1175 (2009).
  24. Vermehren-Schmaedick, A., et al. Heterogeneous intracellular trafficking dynamics of brain-derived neurotropic factor complexes in the neuronal soma revealed by single quantum dot tracking. PLoS ONE. 9 (4), e95113 (2014).

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化学、問題108、量子ドット、合成、リン化インジウム、細胞イメージング、ナノ粒子、蛍光

Erratum

Formal Correction: Erratum: Synthesis of Cd-free InP/ZnS Quantum Dots Suitable for Biomedical Applications
Posted by JoVE Editors on 02/29/2016. Citeable Link.

A correction was made to: Synthesis of Cd-free InP/ZnS Quantum Dots Suitable for Biomedical Applications. There was an error with an author's given name. The author's name was corrected to:

Katye M. Fichter

from:

Kathryn M. Fichter.

バイオメディカル応用のための適切なカドミウムフリーのInP / ZnSの量子ドットの合成
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Ellis, M. A., Grandinetti, G.,More

Ellis, M. A., Grandinetti, G., Fichter, K. M. Synthesis of Cd-free InP/ZnS Quantum Dots Suitable for Biomedical Applications. J. Vis. Exp. (108), e53684, doi:10.3791/53684 (2016).

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