Propriétés électro-Polymer nanoparticules Exposer photothermiques

Les polymères électroactifs changent leurs propriétés (couleur, conductivité, la réactivité, volume, etc.) en présence d'un champ électrique. Les temps de commutation rapides, accordabilité, la durabilité, et les caractéristiques légers de polymères électroactifs ont conduit à de nombreuses applications proposées, y compris les énergies de remplacement, capteurs, électrochromiques, et dispositifs biomédicaux. Les polymères électroactifs sont potentiellement utiles comme la batterie et le condensateur électrodes souples, légers. ¹ Applications de polymères électroactifs dans les dispositifs électrochromes comprennent des systèmes de réduction de l'éblouissement pour les bâtiments et voitures, lunettes de soleil, lunettes de protection, des dispositifs de stockage optiques, et les textiles intelligents. ^2-5 Smart fenêtres peuvent réduire les besoins énergétiques en bloquant les longueurs d'onde spécifiques de la lumière à la demande et de protéger les intérieurs des maisons et des voitures. Les textiles intelligents peuvent être utilisés dans les vêtements pour aider à protéger contre les rayons UV. ⁶ Les polymères électroactifs ont also commencé à être utilisés dans des dispositifs médicaux. Parmi polymères électroactifs utilisés dans des dispositifs biomédicaux, polypyrrole (PPy), polyaniline (PANI) et le poly (3,4-éthylènedioxythiophène) (PEDOT) sont parmi les plus courantes. Par exemple, ces types de polymères sont couramment utilisés comme transducteurs dans les dispositifs de biocapteurs ⁷ applications dans l'administration thérapeutique ont également montré des résultats prometteurs. études ont démontré la libération de médicaments et de protéines thérapeutiques à partir de dispositifs préparés à partir de polymères électroactifs. ^12/08 Plus récemment, des polymères électro-actifs ont été utilisés comme agents thérapeutiques dans la thérapie photothermique. ^13-15 Dans la thérapie photothermique, agents photothermiques doivent absorber la lumière dans le proche -Infrarouge (NIR) région (~ 700 à 900 nm), aussi connu sous le nom de la fenêtre thérapeutique, où la lumière a la profondeur maximale de pénétration dans les tissus, typiquement jusqu'à 1 cm. ^16,17 Dans cette gamme, des chromophores biologiques tels que l'hémoglobine , l'hémoglobine oxygénée, lipides, et de l'eau ont peu à pasabsorbance, ce qui permet à la lumière de pénétrer facilement. Lorsque les agents photothermiques absorbent la lumière dans la fenêtre thérapeutique, l'énergie lumineuse est convertie en énergie photothermique.

Irvin et ses collaborateurs ont rapporté précédemment bis-EDOT monomères de benzène qui ont été synthétisés en utilisant un couplage de Negishi alcoxy-substitué. ¹⁸ couplage de Negishi est un procédé préféré pour la formation de liaisons carbone-carbone. Ce procédé présente de nombreux avantages, y compris l'utilisation d'intermédiaires organiques du zinc, qui sont moins toxiques et ont tendance à avoir une réactivité plus élevée que les autres composés organométalliques utilisés. ^19,20 organozinciques sont également compatibles avec un large éventail de groupes fonctionnels sur les organohalogénures. ²⁰ Dans le réaction de couplage de Negishi, un halogénure organique et organométallique sont couplées par l'utilisation d'un catalyseur au palladium (0) comme catalyseur. ²⁰ Dans le travail présenté ici, ce procédé de couplage croisé est utilisé dans la synthèse de 1,4-dialcoxy-2,5-bis ( 3,4-ethylenedioxythienyl) benzemonomères ne ₍₂ BEDOT-B (OR)). Ces monomères peuvent ensuite être facilement polymérisés électrochimiquement ou chimiquement pour produire des polymères qui sont des candidats prometteurs pour une utilisation dans des applications biomédicales.

Les procédés classiques pour la préparation de suspensions colloïdales polymères dans des solutions aqueuses pour des applications biomédicales impliquent typiquement la dissolution de polymères en vrac suivie par des techniques d'évaporation nanoprécipitation ou émulsion solvant. ^21,22 Afin de produire les IP de poly (BEDOT-B (OR) ₂₎ , une approche bottom-up est démontré ici, où les infirmières praticiennes sont synthétisés par polymérisation en émulsion in situ. La polymérisation en émulsion est un processus qui est facilement extensible et est une méthode relativement rapide pour la préparation NP. ²² études utilisant polymérisation en émulsion pour produire les IP des autres polymères électroactifs ont été rapportés pour PPy et PEDOT. ^15,23,24 PEDOT IP, par exemple, ont été préparés en utilisant pulvérisation émulsion polymerization. ²⁴ Cette méthode est difficile à reproduire, et donne généralement des particules plus grosses, de la taille du micron. Le protocole décrit dans cet article explore l'utilisation d'une méthode goutte-ultrasons pour préparer reproductible IP polymère de 100 nm.

Dans ce protocole, polymères électroactifs adaptés à absorber la lumière dans la région NIR similaire à poly indiqué précédemment (BEDOT-B (OR) ₂₎ sont synthétisés et caractérisés de démontrer leur potentiel dans des dispositifs électrochromes et comme agents des PTT. Tout d'abord, le protocole pour la synthèse des monomères par un couplage de Negishi est décrite. Les monomères sont caractérisés par RMN et la spectroscopie UV-Vis-NIR. La préparation de suspensions colloïdales NP par polymérisation oxydative de l'émulsion dans un milieu aqueux est également décrite. La procédure est basée sur un procédé de polymérisation en émulsion en deux étapes décrit précédemment par Han et al., Qui est appliqué sur les différents monomères. Un système à deux tensio-actif estutilisé pour contrôler la monodispersité NP. Un dosage de la viabilité des cellules est utilisée pour évaluer cytocompatibilité des infirmières praticiennes. Enfin, le potentiel de ces IP pour agir en tant que transducteurs PTT est démontrée par irradiation avec un laser NIR.