Proprietà elettroattivo Polymer Nanoparticelle Esporre fototermiche

Polimeri elettroattivi modificano le loro proprietà (colore, conducibilità, reattività, volumi, ecc) in presenza di un campo elettrico. I tempi di commutazione rapidi, tunability, durata e caratteristiche di leggerezza dei polimeri elettroattivi hanno portato a numerose applicazioni proposte, compresa l'energia alternativa, i sensori, Electrochromics e dispositivi biomedici. Polimeri elettroattivi sono potenzialmente utili come flessibili, leggeri batteria e condensatore elettrodi. ¹ Applicazioni di polimeri elettroattivi in dispositivi elettrocromici includono i sistemi di riduzione del riverbero per edifici e automobili, occhiali da sole, occhiali protettivi, dispositivi di archiviazione ottica e tessuti intelligenti. ^2-5 finestre intelligenti possono ridurre il fabbisogno energetico bloccando specifiche lunghezze d'onda della luce on-demand e la protezione interni di case e automobili. Tessuti intelligenti possono essere utilizzati in abbigliamento per aiutare a proteggere contro le radiazioni UV. ⁶ polimeri elettroattivi hanno also iniziato ad essere utilizzato in dispositivi medici. Tra i polimeri elettroattivi utilizzati nei dispositivi biomedici, polipirrolo (PpY), polianilina (PANI), e poli (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) sono tra i più comuni. Ad esempio, questi tipi di polimeri sono comunemente usati come trasduttori a dispositivi biosensori ⁷ Applicazioni in consegna terapeutico hanno mostrato risultati promettenti.; Studi hanno dimostrato il rilascio di farmaci e proteine ​​terapeutiche da dispositivi preparati polimeri elettroattivi. ^8-12 Più recentemente, i polimeri elettroattivi sono stati utilizzati come agenti terapeutici nella terapia fototermica. ^13-15 Nella terapia fototermica, agenti fototermiche devono assorbire la luce nel prossimo -Infrared (NIR) regione (~ 700-900 nm), noto anche come la finestra terapeutica, dove la luce ha la profondità massima di penetrazione nei tessuti, tipicamente fino a 1 cm. ^16,17 In questa gamma, cromofori biologici come emoglobina , emoglobina ossigenata, lipidi, e l'acqua hanno poco-a-noassorbanza, che permette alla luce di penetrare facilmente. Quando gli agenti fototermiche assorbono la luce in questa finestra terapeutica, il photoenergy viene convertita in energia fototermica.

Irvin e collaboratori hanno già riportato alcossi-sostituito bis-Edot monomeri benzene che sono stati sintetizzati mediante accoppiamento Negishi. ¹⁸ accoppiamento Negishi è un metodo preferito per la formazione di legami carbonio-carbonio. Questo processo ha molti vantaggi, compreso l'uso di intermedi organozinco, che sono meno tossici e tendono ad avere una maggiore reattività rispetto ad altri composti organometallici utilizzati. ^19,20 composti organozinco sono compatibili con una vasta gamma di gruppi funzionali sulle alogenuri organici. ²⁰ Nel reazione di accoppiamento Negishi, un organohalide e organometallico sono accoppiati tramite l'uso di palladio (0) catalizzatore. ²⁰ Nel lavoro qui presentato, questo metodo di accoppiamento incrociato è utilizzato nella sintesi di 1,4-dialcossi-2,5-bis ( 3,4-ethylenedioxythienyl) benzeNE (BEDOT-B (OR) ₂₎ monomeri. Questi monomeri possono essere facilmente polimerizzati elettrochimicamente o chimicamente per produrre polimeri che sono candidati promettenti per applicazioni biomediche.

I metodi convenzionali per la preparazione di sospensioni colloidali polimeriche in soluzione acquosa per applicazioni biomediche tipicamente coinvolgono la dissoluzione dei polimeri sfusi seguita da nanoprecipitation o emulsione solvente tecniche di evaporazione. ^21,22 Per produrre nanoparticelle di poli (BEDOT-B (OR) ₂₎ , un approccio bottom-up è dimostrato qui dove sono sintetizzate le NP via in situ polimerizzazione in emulsione. Polimerizzazione in emulsione è un processo che è facilmente scalabile ed è un metodo relativamente veloce per la preparazione NP. ²² Studi con polimerizzazione in emulsione per produrre nanoparticelle di polimeri elettroattivi altri sono stati riportati per PpY e PEDOT. ^15,23,24 PEDOT NP, per esempio, è stato redatto utilizzando emulsione a spruzzo polymerization. ²⁴ Questo metodo è difficile da riprodurre, e produce in genere, le particelle di micron di dimensioni più grandi. Il protocollo descritto in questo articolo esplora l'uso di un metodo drop-sonicazione per preparare riproducibile 100 nm NP polimeriche.

In questo protocollo, i polimeri elettroattivi su misura per assorbire la luce nella regione NIR simile a poli riportato in precedenza (BEDOT-B (OR) ₂₎ sono sintetizzati e caratterizzati per dimostrare il loro potenziale in dispositivi elettrocromici e come agenti PTT. In primo luogo, il protocollo per la sintesi dei monomeri mediante accoppiamento Negishi è descritto. I monomeri sono caratterizzati usando spettroscopia NMR e UV-Vis-NIR. La preparazione di sospensioni colloidali NP via ossidativa emulsione polimerizzazione in ambiente acquoso è anche descritto. La procedura si basa su un processo di polimerizzazione in emulsione a due fasi precedentemente descritto da Han et al. Che viene applicato ai vari monomeri. Un sistema a due tensioattivo èutilizzato per controllare il monodispersity NP. Un test vitalità cellulare viene utilizzato per valutare citocompatibilità delle NP. Infine, il potenziale di questi NP per agire come trasduttori PTT è dimostrata mediante irraggiamento con un laser NIR.