Контролируемый синтез и флуоресценция отслеживание высокой однородности поли (<em> N</em> -isopropylacrylamide) Микрогели

Стимулы чувствительные поли (N -isopropylacrylamide) (PNIPAM) микрогели ^1,2 привлекли постоянный интерес в течение последних двух десятилетий из – за их потенциала в различных интеллектуальных приложений. Продемонстрированные случаи использования включают переключаемые стабилизаторов эмульсии ^3-8, микролинз ^9, культура клеток субстратов для легкого сбора клеток ^10,11 и смарт – носителей для низкомолекулярных соединений и других биомедицинских использует ^12. С фундаментальной точки зрения исследований эти частицы были доказаны , чтобы быть полезным для изучения предметов , таких как коллоидных взаимодействий ^13-15 и полимер-растворитель взаимодействий ^16-18.

Успешное использование PNIPAM микрогелей и их производных в любом приложении, как правило, требует знания о среднего размера частиц и ширины распределения частиц по размерам. Для правильной интерпретации результатов эксперимента с участием PNIPAM микрогели, структура частиц, которая может зависеть от функциональных сомономеров, должно быть известно. Динамическое и статическое рассеяние света (DLS и СЛС, соответственно) однозначно подходит для получения этой информации, потому что эти методы быстро и относительно просты в использовании; и они зондировать свойства частиц неинвазивным в их родной среде (дисперсии). DLS и СЛС также собирать данные из огромного числа частиц избежать смещения, возникающего из малых размеров выборки, характерных для методов микроскопии. Таким образом, первая цель этой работы является внедрение хорошей практики в отношении рассеяния света для специалистов-практиков новых к коллоидной характеристике.

Как правило, полимеризация осаждение проводят в лабораторном масштабе и поиск нужных условий реакции для специфических свойств частиц может быть трудоемким и требует много повторений синтеза. В отличие от большого пакетного синтеза, без осадков перемешивают полимеризации ^19,20 является арПроцедура APID, в котором партий различных реагентной композиции могут быть полимеризованы одновременно прибыльные частицы узким распределением по размерам. Одновременная полимеризация минимизирует экспериментальное изменение и большой выход означает, что правильные условия реакции могут быть найдены быстро для масштабировании реакции. Следовательно, наша вторая цель состоит в том, чтобы продемонстрировать полезность полимеризации, не размешивают осаждения в прототипирования и в приложениях, которые не требуют большого количества продукта.

Различные аспекты синтеза и характеристики объединяются в примере применения флуоресцентных меченый PNIPAM микрогелей в коллоидной исследования взаимодействия. Здесь мы используем высокоточное отслеживание одной частицы, чтобы исследовать диффузию меченых трассирующих микрогелей в дисперсии немеченых матричных микрогелей в широком диапазоне концентраций матрицы и устранить эффект клетки в концентрированной коллоидной дисперсии. Широкое поле флуоресцентной микроскопии хорошо подходит FOR эта цель, как это может характеризовать специфическое поведение нескольких молекул трассеров среди большого количества потенциально различных видов матриц. Это в отличие от таких методов, как DLS, СЛС и реологии, измеряющих среднее по ансамблю свойств систем и, следовательно, не может разрешить поведение небольшого числа пробных частиц в большой системе. Кроме того, в этом конкретном примере, обычные методы рассеяния света не может быть использовано также в связи с высокой концентрацией частиц, что приводит к сильному многократного рассеяния любой стандартный утрачивает анализ. Использование автоматизированной обработки данных и статистических методов позволяют анализировать поведение системы в целом также для одного отслеживания частиц при усреднении по больших размеров выборки.