Un protocole est présenté pour la synthèse de nanocristaux coeur-écorce dopé lanthanide upconversion (UCNs) et leurs applications cellulaires pour la régulation des protéines canaux à lumière éclairage de proche infrarouge (NIR).
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Article de méthode
Synthèse de noyau-enveloppe dopé Lanthanide Upconversion nanocristaux pour des Applications cellulaires
Dans cet article
Résumé
Résumé
Lanthanide dopé upconversion nanocristaux (UCNs) ont attiré beaucoup d’attention ces dernières années, selon leurs propriétés optiques prometteuses et contrôlables, qui permettent l’absorption de lumière de proche infrarouge (NIR) et peuvent ensuite convertir en multiplexage des émissions qui s’étendent sur un large éventail de régions de l’UV à la visible pour le RNI. Cet article présente les procédures expérimentales détaillées pour la synthèse de la coprécipitation de haute température du noyau-enveloppe UCNs qui intègrent des ions lanthanides différents dans les nanocristaux pour convertir efficacement excitation de NIR perméables aux tissus profonds (808 nm) dans une forte émission de bleue à 480 nm. En contrôlant la modification de surface avec polymère biocompatible (acide polyacrylique, AAP), l’UCNs préparés comme acquiert grande solubilité dans les solutions tampons. Les nanocristaux hydrophiles sont davantage fonctionnalisés avec des ligands spécifiques (cyclooctyne de dibenzyle, DBCO) pour la localisation sur la membrane cellulaire. À la lumière NIR (808 nm) irradiation, l’émission d’upconvertis bleu peut activer efficacement la protéine canal lumière bloquées sur la membrane cellulaire et réglementer spécifiquement l’afflux du cation (par exemple, Ca2 +) dans le cytoplasme. Ce protocole prévoit une méthode possible pour la synthèse du noyau-enveloppe dopé lanthanide UCNs et ultérieure biocompatible modification de surface pour des applications cellulaires plus.
Introduction
Ces dernières années, dopée lanthanide upconversion nanocristaux (UCNs) ont été largement utilisées comme alternative aux colorants organiques conventionnels et de points quantiques dans des applications biomédicales, qui reposent essentiellement sur leurs remarquables propriétés chimiques et optiques, y compris grande biocompatibilité, résistance élevée aux photobleaching et bande passante étroite d’émission1,2,3. Plus important encore, ils peuvent servir comme un nanotransducer prometteur avec tissu excellente pénétration profondeur in vivo pour convertir le proche....
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Protocole
attention : veuillez consulter toutes les fiches signalétiques (FS) avant utilisation. Copiez toutes les pratiques de sécurité qui s’imposent lorsque vous effectuez la synthèse de UCNs à une température élevée (~ 290 ° C), y compris l’utilisation des contrôles d’ingénierie (hotte aspirante) et des équipements de protection individuelle (par exemple, des lunettes de sécurité, gants, blouse de laboratoire, pleine longueur pantalons et chaussures fermées).
1. synthèse de Chana 4 : Yb/Tm/DN (30/0.5/1%) @NaYF 4 : nanocristaux coeur-écorce Nd(20%)
- synthèse de Chana 4 : nanostructure co....
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Résultats
Le processus de synthèse schématique du noyau-enveloppe dopé lanthanide UCNs sont indiquées dans la Figure 1 et Figure 2. La microscopie électronique à transmission (TEM) et les images de microscopie électronique (HRTEM) transmission à haute résolution de nanostructures UCNs core et core-shell ont été recueillis respectivement (Figure 1). Les ligand-free UCNs sont préparés en enlevant l’acide oléique.......
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Discussion
Cet article présente une méthode pour la synthèse de nanocristaux coeur-écorce dopé lanthanide upconversion (UCNs) et leur modification de surface avec les groupements fonctionnels pour des applications cellulaires. Ce nanomatériau roman possède des propriétés optiques remarquables, qui peuvent émettre des UV et lumière visible à excitation lumineuse NIR grâce à un processus de conversion ascendante multiphotonique. Dans le présent protocole, les noyau-enveloppe UCNs nanostructures (Chana4: Yb/Tm/Nd (30/0.5/1%.......
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Déclarations de divulgation
Nous n’avons rien à divulguer.
Remerciements
Ce travail a été partiellement soutenu par NTU-ACI-MUV NAM/16001, RG110/16 (S), (RG 11/13) et (RG 35/15) décerné à Université technologique de Nanyang, Singapour et National Natural Science Foundation de Chine (NSFC) (n° 51628201).
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Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| 1-Octadécène | Sigma Aldrich | O806 | |
| Acide oléique | Sigma Aldrich | 364525 | Méthanol |
| Fisher Scientific | A412 | Qualité technique | |
| Éthanol | Fisher Scientific | A405 | |
| Acétone | Fisher Scientific | A18 | Qualité technique |
| Hexane | Sigma Aldrich | H292 | Hydrate |
| d’acétate de thulium (III) de qualité technique (Tm(CH3CO2)3) | Sigma Aldrich | 367702 | 99,9 % de métaux traces Hydrate |
| néodyme (III) acétate (Nd(CH3CO2))3) | Sigma Aldrich | 325805 | 99,9 % de métaux traces Hydrate |
| d’acétate d’ytterbium (III) (Yb(CH3CO2)3) | Sigma Aldrich | 326011 | 99,9 % d’oligo-métaux base Hydrate |
| d’acétate d’yttrium(III) (Y(CH3CO2)3) | Sigma Aldrich | 326046 | 99,9 % d’oligo-métaux base |
| Hydroxyde de sodium (NaOH) | Sigma Aldrich | S5881 | réactif |
| Fluorure d’ammonium (NH4F) | Sigma Aldrich | 338869 | Réactif ACS |
| Chlorure d’hydrogène (HCl) | Fisher Scientific | A144 | acide |
| polyacrylique (PAA) | Sigma Aldrich | 323667 | moyenne Mw 1800 |
| 1-Hydroxybenzotriazole hydrate (HOBT) | Sigma Aldrich | 54802 | Réactif ACS |
| Chlorhydrate de 1-éthyl-3-(3-diméthylaminopropyl)carbodiimide (EDC) | Sigma Aldrich | E7750 | |
| Dibenzocyclooctyne-amine de qualité commerciale (DBCO-NH2) | Sigma Aldrich | 761540 | Réactif ACS |
| N,N-Diisopropylethylamine (DIPEA) | Sigma Aldrich | D125806 | Réactif ACS |
| Dimethyl sulfoxide (DMSO) | Fisher Scientific | BP231 | Lignée |
| cellulaire HEK293 | ATCC | CRL-1573 | rein embryonnaire humain |
| Sérum de veau fœtal (FBS) | Sigma Aldrich | F1051 | Réactif ACS |
| Pénicilline-Streptomycine | Thermo Fisher | 15140122 | 10 000 U/mL |
| Plasmide (pCAGGS-ChR2-Venus) | Addgene | 15753 | Plasmide envoyé en tant que bactérie dans une gélose stab |
| DulbeccoMilieu Eagle modifié (DMEM) | Thermo Fisher | 11965092 | Milieu |
| Eagle modifié à haute teneur en glucose (MEM) | Thermo Fisher | 51985034 | milieu sérique réduit |
| Lipofectamine 3000 Réactif de transfection | Thermo Fisher | L3000015 | Transfection à base de lipides |
| N-Azidoacétylmannosamine, acétylée (Ac4ManNAz) | Sigma Aldrich | A7605 | Réactif ACS |
| Trypsine-EDTA (0,25 %) | Thermo Fisher | 25200056 | Rouge de phénol |
| Rhod-3 AM Kit d’imagerie calcique | Thermo Fisher | R10145 | Colorant de fluorescence |
| 5-carboxytétraméthylrhodamine-azoture (Rhod-N3) | Sigma Aldrich | 760757 | Azide-fluor 545 |
| Plat confical | ibidi GmbH | 81158 | Fond en verre, 35 mm |
| Tubes à centrifuger coniques de 50 ml | Greiner Bio-One | 227261 | Polypropylène |
| Tubes à centrifuger coniques de 15 ml Tubes à centrifuger coniques | 188271 | Polypropylène | de |
| 1,5 ml Tubes à centrifuger | 616201 | Polypropylène | |
| Huile de silicone phénylméthylique | Clearco Products | 63148-52-7 | Moins de 320 degrés Celsius |
| Thermomètre en verre | GH Zeal | L0111/10 | De -10 à 360 degrés Celsius |
| Plaque 12 puits | Sigma Aldrich | Z707775 | Polystyrène |
Références
- Wang, F., et al. Tuning upconversion through energy migration in core-shell nanoparticles. Nat Mater. 10 (12), 968-973 (2011).
- Liu, Y., et al. Amplified stimulated emission in upconversion nanoparticles for super-resolution nanoscopy. Nat....
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Réimpressions et autorisations
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