Elektroactieve Polymer Nanodeeltjes Exposeren Fotothermisch Properties

Elektro-actieve polymeren veranderen van eigenschappen (kleur, geleidbaarheid, reactiviteit, volume, etc.) in aanwezigheid van een elektrisch veld. De snelle schakeltijden, tunability, duurzaamheid en lichtgewicht kenmerken van de elektro-polymeren hebben geleid tot vele voorgestelde toepassingen, waaronder alternatieve energie, sensoren, electrochroom en biomedische apparaten. Elektroactieve polymeren zijn potentieel bruikbaar als flexibel, lichtgewicht accu en condensatorelektroden. ¹ Toepassingen van elektroactieve polymeren in elektrochrome apparaten zijn schittering-reductie systemen voor gebouwen en auto's, zonnebrillen, beschermende brillen, optische opslag apparaten en smart textiles. ^2-5 Smart vensters kunnen eisen energie te verminderen door het blokkeren van specifieke golflengten van licht on-demand en het beschermen van interieurs van huizen en auto's. Smart textiel kan worden gebruikt in kleding ter bescherming tegen UV-straling. ⁶ elektroactieve polymeren also begonnen was gebruikt in medische apparatuur. Onder elektroactieve polymeren toegepast in biomedische inrichtingen, polypyrrool (PPy), polyaniline (PANI) en poly (3,4-ethyleendioxythiofeen) (PEDOT) behoren tot de meest voorkomende. Zo worden deze typen polymeren gewoonlijk als transducers in biosensor inrichtingen ⁷ Applicaties en therapeutische aflevering ook aangetoond te.; studies hebben de afgifte van geneesmiddelen en therapeutische eiwitten Meer onlangs aangetoond van inrichtingen bereid uit elektro-actieve polymeren. ^8-12, zijn elektro polymeren toegepast als therapeutische middelen bij fotothermische therapie. ^13-15 In fotothermische therapie moet fotothermische agents licht absorberen in de buurt -infrarood (NIR) gebied (~ 700-900 nm), ook bekend als het therapeutische venster licht heeft de maximale penetratiediepte in weefsel, typisch tot 1 cm. ^16,17 In dit bereik, biologische chromoforen zoals hemoglobine , geoxygeneerde hemoglobine, lipiden en water hebben weinig tot geenabsorptie, die licht in staat stelt om gemakkelijk te dringen. Wanneer fotothermisch agenten licht absorberen in dit therapeutisch venster, wordt de photoenergy omgezet in fotothermische energie.

Irvin en co-werkers hebben eerder gemeld alkoxy-gesubstitueerde bis-eDOT benzeen monomeren die werden gesynthetiseerd met behulp Negishi koppeling. ¹⁸ Negishi koppeling is een voorkeurswerkwijze voor het vormen koolstof-koolstofbinding. Deze werkwijze heeft vele voordelen, waaronder het gebruik van organozink tussenproducten, die minder toxisch en hebben gewoonlijk hogere reactiviteit dan andere organometaalverbindingen gebruikt. ^19,20 organozinkverbindingen zijn ook compatibel met een breed scala aan functionele groepen op de organohalides. ²⁰ In het Negishi koppelingsreactie, een organohalogenide en organometaal gekoppeld door middel van een palladium (0) katalysator. ²⁰ In het werk die hierin wordt deze kruiskoppeling methode toegepast bij de synthese van 1,4-dialkoxy-2,5-bis ( 3,4-ethylenedioxythienyl) benzene (bedot-B _(OR) 2) monomeren. Deze monomeren kunnen vervolgens eenvoudig elektrochemisch of chemisch gepolymeriseerd tot polymeren die veelbelovende kandidaten voor gebruik bij biomedische toepassingen opleveren.

Gebruikelijke werkwijzen voor de bereiding van colloïdale suspensies in waterige polymere oplossingen voor biomedische toepassingen omvatten typisch het oplossen van bulkpolymeren gevolgd door nanoprecipitation of emulsie-oplosmiddel verdampingstechnieken. ^21,22 Om NPs van poly (bedot-B (OR) ₂₎ een bottom-up benadering is hier aangetoond waar de NP worden gesynthetiseerd via de in situ emulsiepolymerisatie. Emulsiepolymerisatie is een proces dat gemakkelijk schaalbaar is en een relatief snelle werkwijze voor de bereiding NP. ²² Studies die gebruik emulsiepolymerisatie NP produceren van andere elektro-polymeren beschreven voor PPy en PEDOT. ^15,23,24 PEDOT NP, bijvoorbeeld, zijn opgesteld met behulp van spuiten emulsie polymerization. ²⁴ Deze methode is moeilijk te reproduceren, en levert doorgaans grotere, microscopisch kleine deeltjes. De hier beschreven protocol onderzoekt het gebruik van een drop-sonicatie methode reproduceerbaar bereiden 100-nm polymeer NP.

In dit protocol, elektro-actieve polymeren op maat van licht in het NIR gebied vergelijkbaar met eerder gerapporteerde poly absorberen (bedot-B (OR) ₂₎ gesynthetiseerd en gekarakteriseerd om hun potentieel in elektrochrome apparaten en als PTT agenten demonstreren. Eerst wordt het protocol voor de synthese van de monomeren via Negishi koppeling beschreven. De monomeren worden gekarakteriseerd met behulp van NMR en UV-Vis-NIR spectroscopie. De bereiding van colloïdale suspensies NP via oxidatieve emulsiepolymerisatie in waterige media wordt ook beschreven. De procedure is gebaseerd op een twee-stappen emulsiepolymerisatieproces eerder beschreven door Han et al., Dat wordt toegepast op de verschillende monomeren. Een twee-oppervlakteactieve systeem isgebruikt om de NP monodispersiteit regelen. Een cellevensvatbaarheid test wordt gebruikt om cytocompatibility van de NP evalueren. Tenslotte wordt het potentieel van deze NP om als PTT transducers aangetoond door bestraling met NIR laser.