الهدف من هذه التجربة هو تحديد والتحكم في الحجم والشكل والاستقرار الذاتي تجميعها amphiphiles discotic في الماء. للبوليمرات مائي supramolecular القائمة على هذا المستوى من الرقابة هو في غاية الصعوبة. نحن نطبق استراتيجية باستخدام كل من التفاعلات مثير للاشمئزاز وجذابة. التقنيات التجريبية تطبق على تميز هذا النظام قابلة للتطبيق على نطاق واسع.
للبوليمرات مائي supramolecular القائم، والسيطرة في وقت واحد أكثر من الحجم والشكل والاستقرار من الصعب جدا 1. في الوقت نفسه، القدرة على القيام بذلك أمر مهم للغاية نظرا لعدد من التطبيقات في هذه المسألة لينة وظيفية بما في ذلك والالكترونيات، والهندسة الطبية، وأجهزة الاستشعار. في الاستراتيجيات، والماضي ناجحة للتحكم في حجم وشكل البوليمرات supramolecular تركز عادة على استخدام قوالب 2،3، cappers نهاية 4 أو تقنيات مذيب انتقائي 5.
هنا نكشف استراتيجية تقوم على الذاتي تجميع amphiphiles discotic الذي يؤدي إلى السيطرة على طول كومة وشكل منظم، والمجاميع عمودي مراوان. عن طريق موازنة تفاعلات طاردة كهرباء على حافة ماء وجذابة القوات غير التساهمية داخل نواة مسعور لبنة البلمره، نجحنا في خلق الكائنات كروية صغيرة ومنفصلة 6،7. Increaالغناء تركيز الملح لفحص الاتهامات يؤدي الى انتقال الكرة إلى قضيب. يثير الاهتمام والفضول، ويعبر عن هذا التحول في زيادة cooperativity في آلية التجميع الذاتي التي تعتمد على درجة الحرارة، ويتم الحصول على المجاميع أكثر استقرارا.
لدراستنا نختار البنزين-1-،3،5 tricarboxamide (BTA) الأساسية متصلة كلاب المعادن ماء عبر مسعور، هل L-فينيلالاناين المفلورة القائم (مخطط 1). ومعدن كلاب اختيار عبارة عن مجمع (III)، كلمة المدير العام DTPA أن يحتوي على اثنين من إجمالي التهم المتبقية في أيونات 2 المعقدة ومكافحة بالضرورة. يتم توجيه نمو ذات بعد واحد من مجموع بواسطة π-π التراص والرابطة الهيدروجينية بين الجزيئات. ومع ذلك، كهرباء، قوات مثير للاشمئزاز التي تنشأ من هذه الاتهامات على (III)، كلمة المدير العام DTPA بداية معقد يحد من نمو ذات بعد واحد من discotic BTA مقرها حالما يتم التوصل إلى حجم معين. بتركيزات millimolar مجموعها شكلت لديه spherical الشكل ويبلغ قطرها حوالي 5 نانومتر كما يستنتج من التحليل الطيفي H-NMR 1، صغير زاوية تشتت الأشعة السينية، والمبردة المجهر الإلكتروني انتقال (البرد تيم). ويمكن تخفيض قوة التفاعلات بين الجزيئات مثير للاشمئزاز الكهربائي عن طريق زيادة تركيز الملح من الحلول مخزنة. هذا الفحص من التهم الحث على الانتقال من الركام كروية الى قضبان وممدود مع طول> 25 نانومتر. البرد تيم يسمح لتصور تغييرات في الشكل والحجم. وبالإضافة إلى ذلك، CD الطيفي يسمح لاستخلاص تفاصيل الآلية لعمليات التجميع الذاتي قبل وبعد إضافة الملح. الأهم من ذلك، وcooperativity، أحد الملامح الرئيسية والتي تملي على الخصائص الفيزيائية للsupramolecular تنتج البوليمرات، يزيد بشكل كبير على فحص التفاعلات الكهربائي. هذه الزيادة في النتائج cooperativity في زيادة كبيرة في الوزن الجزيئي للبوليمرات في supramolecular تشكلت في المياه.
وamphiphiles الذاتي تجميع discotic التي تمت مناقشتها في هذه المساهمة التي تحتوي على كلمة المدير العام (III)-DTPA معقدة ويجري حاليا التحقيق في رواية وكلاء بالرنين المغناطيسي (MRI) التي تجمع بين التصوير عالية التباين مع أوقات إفراز الانضباطي. 15 وبالتالي، فإن تفاصيل هذه الذات تجميع السلوك واستقرارها في ظروف مختلفة ذات أهمية حاسمة. مزيج من التحليل الطيفي (CD والرنين المغناطيسي)، وتشتت (SAXS) والمجهري (البرد تيم) تقنيات تسمح برؤية هياكل تشكلت والكمي للالمعلمات الخاصة بهم الحرارية. هذه مجموعة من التقنيات بشكل عام ينطبق على الذاتي تجميع الجزيئات طالما شعور حلزونية تفضيلية في نظام يسمح للفرق درس في امتصاص اليسار واليمين وسلم، الضوء المستقطب دائريا.
The authors have nothing to disclose.
المؤلفين الامتنان ماركو نيوفنهويتسن للحصول على المساعدة مع NMR-DOSY.
Name of the reagent/equipment | Company | Catalogue number | Comments |
BTA-Gd(III)-DTPA | Made in-house | ||
BTA-Y(III)-DTPA | Made in-house | ||
CD spectroscopy | Jasco | Jasco J-815 spectropolarimeter | |
NMR | Varian | Varian Unity Inova 500 spectrometer | 5-mm ID-PFG probe of Varian |
cryo-TEM | FEI | cryoTITAN TEM | |
SAXS | Dutch-Belgian beamline (BM26B) at the European Synchotron Radiation Facility (ESRF) in Grenoble, France |