Fabbricazione di nanocristalli micellare sferica e a forma di verme combinando Electrospray, auto-assemblaggio e controllo di struttura a base di solvente

L'obiettivo generale di questa procedura è quello di fabbricare nanocristalli micellari combinando l'elettrospray top-down, l'autoassemblaggio bottom-up e un metodo economico di controllo della struttura a base di solventi. Questo metodo offre un buon modo per produrre una classe emergente di nanobiomateriali noti come nanocristalli micellari, che possono essere utili per il rilevamento, l'imaging e la terapia biomedica. I principali vantaggi di questa tecnica includono, in primo luogo, che si tratta di un processo continuo.

In secondo luogo, produce prodotti di alta qualità. E in terzo luogo, ha un modo economico di controllare la struttura. Potenzialmente, questa tecnica potrebbe essere adattata per produrre anche altri tipi di nanomateriali.

Per iniziare la procedura, sciogliere 10 milligrammi di punti quantici idrofobici in 20 millilitri di cloroformio o tetraidrofurano, a seconda della forma micellare desiderata. Agitare la soluzione per 20 secondi. Quindi, sciogliere 100 milligrammi di polistirene a blocchi di polietilenglicole in 10 millilitri di cloroformio o THF, a seconda della forma desiderata.

Se la soluzione è in cloroformio, agitarla per 20 secondi. Se invece la soluzione è in THF, sonicarla in un sonicatore da bagno per due minuti. Combina un millilitro della soluzione di punti quantici con un millilitro della soluzione peg PS.

Agitare la miscela per un minuto, quindi aspirare la soluzione in una siringa di PTFE da cinque millilitri etichettata Siringa A.Successivamente, combinare 400 milligrammi di alcol polivinilico con 10 millilitri di acqua deionizzata. Mescola il composto a 60-80 gradi Celsius per quattro o cinque ore. Quindi, lasciare raffreddare la soluzione PVA a temperatura ambiente.

Aspirare la soluzione PVA raffreddata in una siringa in PTFE da cinque millilitri etichettata come siringa B.To iniziare a configurare il sistema elettrospray coassiale, inserire il capillare interno in acciaio inossidabile calibro 27 nel gruppo capillare esterno in acciaio inossidabile calibro 20. Avvitare delicatamente il capillare interno in posizione fino a quando non incontra resistenza, facendo attenzione a non serrare eccessivamente. Caricare la siringa A in una pompa a siringa.

Collegare la siringa al capillare interno dell'ugello coassiale con 37 centimetri di tubo in PTFE. Caricare la siringa B in un'altra pompa a siringa e collegare la siringa al capillare esterno con 17 centimetri di tubo in PTFE. Posizionare la punta dell'ugello coassiale a circa 0,8 centimetri sopra un anello di filo d'acciaio, con un diametro di 1,5 centimetri fissato a un'asta metallica.

Posizionare una capsula circolare di raccolta in vetro da 25 mm per 125 millimetri su un supporto a circa 10 centimetri sotto la punta dell'ugello. Assicurarsi che l'alimentatore ad alta tensione in corrente continua sia spento. Quindi, mettere a terra l'anello in acciaio collegandolo al terminale negativo dell'alimentatore.

Infine, collegare il terminale positivo dell'alimentatore all'ago interno dell'ugello coassiale. Impostare la pompa a siringa A a 0,6 millilitri all'ora e la pompa a siringa B a 1,5 millilitri all'ora. Avviare entrambe le pompe a siringa e attendere che le portate si stabilizzino, come indicato dalle gocce che si formano sull'ugello a una velocità costante.

Verificare che non vi siano bolle d'aria nel tubo e che non vi siano perdite. Quindi accendere l'alimentazione del sistema. Regolare la tensione applicata, rimanendo tra cinque e nove kilovolt, fino a quando non si osserva un cono su misura correttamente formato sulla punta dell'ugello coassiale.

Quindi, mettere 10 millilitri di acqua deionizzata in un nuovo piatto di raccolta. Sostituire la capsula di raccolta nell'armatura con una nuova parabola. Lasciare che il processo di elettrospray venga eseguito per 40 minuti quando si producono micelle sferiche o 90 minuti quando si producono micelle simili a vermi.

Quindi rimuovere il piatto di raccolta. Arrestare le pompe a siringa e spegnere l'alimentazione. Lasciare riposare il piatto del prodotto scoperto in una cappa aspirante per una notte per consentire al solvente organico di evaporare.

Quindi, trasferire il prodotto in una provetta da centrifuga da 15 millilitri per la caratterizzazione o l'uso. Conservare il prodotto a quattro gradi Celsius per un massimo di un mese. La microscopia elettronica a trasmissione di micelle prodotte nel cloroformio ha rivelato particelle sferiche con un basso numero di nanocristalli di incapsulamento.

La dimensione delle particelle era di circa 35 nanometri. La corretta formazione del cono su misura era essenziale per l'autoassemblaggio delle micelle. Un cono da sarto formato in modo improprio ha portato a una produzione complessivamente infruttuosa.

Quando il THF è stato utilizzato come solvente organico, le micelle simili a vermi si sono formate dalla fusione di micelle sferiche autoassemblate. Dopo 90 minuti, quasi tutti i nanocristalli micellari osservati avevano forme simili a vermi. L'uso del THF ha anche portato a una maggiore incapsulazione dei nanocristalli rispetto a quella osservata nel cloroformio.

Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come realizzare nanocristalli micellari di diverse forme utilizzando il nostro metodo di fabbricazione, che è scalabile, economico e offre prodotti di buona qualità.