Dans ce protocole, la synthèse de points quantiques InP/ZnS (QD) sans Cd est détaillée. Les QD à base d’InP gagnent en popularité en raison de la toxicité des ions Cd2+ qui peuvent être libérés par la dégradation des nanoparticules. Après synthèse, les QD sont solubilisés dans l’eau à l’aide d’un polymère amphiphile pour une utilisation dans des applications biomédicales.
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Article de méthode
Synthèse de Cd sans InP / ZnS Quantum Dots Convient pour des applications biomédicales
Dans cet article
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Résumé
Résumé
Les nanocristaux fluorescents, en particulier les points quantiques, ont été un outil utile pour de nombreuses applications biomédicales. Pour une utilisation réussie dans les systèmes biologiques, les points quantiques doivent être hautement fluorescents et de petite taille/monodisperse. Bien que les points quantiques à base de cadmium couramment utilisés possèdent ces qualités, ils sont potentiellement toxiques en raison de la libération possible d’ions Cd2+ par la dégradation des nanoparticules. Les points quantiques à base d’indium, en particulier InP/ZnS, ont récemment été explorés comme une alternative viable aux points quantiques à base de cadmium en raison de leurs caractéristiques de fluorescence et de leur taille relativement similaires. La synthèse présentée ici utilise des techniques standard d’injection à chaud pour une croissance efficace des nanoparticules ; Cependant, les propriétés des nanoparticules telles que la taille, la longueur d’onde d’émission et l’intensité d’émission peuvent changer radicalement en raison de petits changements dans les conditions de réaction. Par conséquent, les conditions de réaction telles que la température, la durée de la réaction et la concentration des précurseurs doivent être maintenues avec précision pour produire des produits reproductibles. Étant donné que les points quantiques ne sont pas intrinsèquement solubles dans les solutions aqueuses, ils doivent également subir une modification de surface pour conférer une solubilité dans l’eau. Dans ce protocole, un polymère amphiphile est utilisé pour interagir avec les ligands hydrophobes à la surface des points quantiques et les molécules d’eau solvante en vrac. Ici, un protocole détaillé est fourni pour la synthèse de points quantiques InP/ZnS hautement fluorescents qui conviennent à une utilisation dans des applications biomédicales.
Introduction
Points quantiques (PQ) sont semi-conducteur des nanocristaux fluorescents qui présentent des propriétés lorsqu'il est irradié par la lumière 1. En raison de leur petite taille (2-5 nm), ce qui est similaire à de nombreuses biomolécules plus grandes, et la facilité d'biofonctionnalisation, QDs sont un outil extrêmement intéressant pour les applications biomédicales. Ils ont trouvé une utilisation dans l'étiquetage biologique, une seule molécule imagerie des cellules vivantes, l'administration de médicaments, l'imagerie in vivo, la détection de pathogènes, et le suivi de la cellule, parmi beaucoup d'autres utilisations 2....
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Protocole
1. Synthèse de phosphure d'indium / sulfure de zinc (InP / ZnS) Quantum Dots
- Synthèse de phosphure d'indium (InP) Quantum Dot Cores
- Monter un fond de 100 ml rond, à 3 cols, ballon d'un condenseur de 12 pouces. Ajouter 30 ml oléylamine (LLO), 0,398 g d'indium (III) chlorure (y compris 3), 0,245 g de zinc (II) chlorure (ZnCl2) et agiter tout en évacuant à la température ambiante en utilisant un vide pendant 1 heure. La solution doit être incolore avec un précipité blanc.
- Utilisation d'une enveloppe chauffante et d'un thermocouple proportionnel-intégral-dérivé (PID) régulateur d....
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Résultats
Les noyaux InP non couchés ne démontrent pas de fluorescence visible et substantielle à l'œil nu. Cependant, InP / ZnS (core / shell) points quantiques apparaissent fluorescence brillamment à l'oeil sous irradiation UV. La fluorescence de InP / ZnS QDs a été caractérisé par spectroscopie de fluorescence. Le spectre de fluorescence des points quantiques dans l'hexane (figure 1) est excité à 533 nm montre un pic majeur centré à 600 nm avec une largeur à mi-haut.......
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Discussion
Ce protocole détaille la synthèse de très fluorescentes QDs InP / ZnS qui peuvent être utilisés dans de nombreux systèmes biologiques. Les produits synthétisés QD ici présentaient un pic unique d'émission de fluorescence centré à 600 nm avec une FWHM de 73 nm (Figure 1), ce qui est comparable à d'autres synthèses décrites précédemment 12. Le temps de réaction et la température de réaction sont des étapes très importants en raison de leur effet profond sur la qualité de la synthèse des.......
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Déclarations de divulgation
Les auteurs ont rien à révéler.
Remerciements
Les auteurs remercient le Département de chimie et le Collège d'études supérieures à l'Université de l'état du Missouri pour leur soutien à ce projet. Nous reconnaissons également le Laboratoire de microscopie électronique au Laboratoire national Frederick for Cancer Research pour l'utilisation de leur microscope électronique à transmission et grilles revêtues de carbone.
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Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Oleylamine | Acros | 129540010 | |
| Chlorure de zinc(II) | Sigma | 030-003-00-2 | |
| Chlorure d’indium(III) | Chem-Impex | 24560 | |
| Tris(diméthylamino)phosphine | Encompass | 50-901-10500 | |
| 1-dodécanéthiol | Acros | 117625000 | |
| Hexanes | Fisher Sci | H292-4 | |
| Acétone | TransChemical | UN 1090 | |
| Stéarate | de zinc Aldrich Chem | 307564-1KG | |
| Tétrahydrofurane | Acros | 34845-0010 | |
| Eau moléculaire | Fisher Sci | BP2470-1 | |
| Poly(maleic anhyrdride-alt-1-tétradécène), 3-(diméthylamino)-1-propylamine dérivé | Sigma | 90771-1G | |
| Acide borique | Fisher Sci | BP168-500 | |
| Tétraborate de sodium décahydraté | Fisher Sci | BP175-500 | |
| Rhodamine B | Aldrich Chem | R95-3 | |
| Azote | gazeux Airgas | UN1066 | |
| Bleu trypan | Thermo Sci | SV30084.01 | |
| Seringue Luer-lock en plastique de 3 ml | BD | 309657 | |
| Luer-lock Needle | Air-Tite | 8300014471 | 4 pouces, calibre 22 |
| 50 ml tube à centrifuger en polypropyène | Falcon | 352098 | |
| flacon à centrifuger 250 ml | Thermo Sci | 05-562-23 | Nalgene PPCO |
| 5 ml tubes à centrifuger | Argos-Tech | T2076 | |
| 1,5 ml tubes à centrifuger | Bio Plas | 4150 | |
| 0,1 &mu ; m Filtre à seringue | Whatman | 6786-1301 | Puradisc Filtre en nylon 13 mm |
| Slide-A-Lyzer MINI Unité de dialyse | Thermo Sci | 69590 | 20 000 MWCO |
| Évaporateur rotatif | Heidolph | ||
| Centrifuge 5072 | Eppendorf | Godet oscillant avec 50 ; ml Adaptateur de tube | |
| Spectromètre UV/VIS Lambda 650 Spectromètre UV-VIS | Perkin Elmer | Spectrophotomètre LS | |
| 55 Spectromètre de fluorescence | Perkin Elmer | Fluorimètre | |
| Axio Observer.A1 | Microscope à épifluorescence | Zeiss | |
| AxioCam MRm | Caméra CCD | Zeiss | |
| Tecnai TF20 Microscope | FEI | Transmisison Electron Miscroscope | |
| TEM Eagle CCD | FEI | TEM CCD NanoBrook | |
| Omni DLS | Brookhaven | Instrument de diffusion dynamique de la lumière |
Références
- Alivisatos, A. P. Semicondictor clusters, nanocrystals, and quantum dots. Science. 271 (5251), 933-937 (1996).
- Michalet, X., et al. Quantum dots for live cells, in vivo imaging, and diagnostics. Science. 307 (5709), 538-544 (2005).
- Jaiswal, J. K., Mattouss....
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Réimpressions et autorisations
Erratum
Formal Correction: Erratum: Synthesis of Cd-free InP/ZnS Quantum Dots Suitable for Biomedical Applications
Posted by JoVE Editors on 2/29/2016. 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
