Síntesis mediante ultrasonidos de nanopartículas fluorescentes

  • Las nanopartículas fluorescentes sintetizadas artificialmente tienen múltiples aplicaciones potenciales en la fabricación de electroópticos, el almacenamiento óptico de datos, así como para aplicaciones bioquímicas, bioanalíticas y médicas.
  • La sonicación es un método eficaz y fiable para sintetizar nano partículas fluorescentes de alta calidad a escala industrial.
  • La síntesis ultrasónica de nano partículas fluorescentes es sencilla, segura, reproducible y escalable.

Preparación por ultrasonidos de nanopartículas fluorescentes

La aplicación de ondas ultrasónicas a nanomateriales es bien conocida por sus efectos beneficiosos, que incluyen la síntesis sonoquímica de nanopartículas, su funcionalización y modificación. Además de estas aplicaciones sonoquímicas, los ultrasonidos son la técnica preferida para una dispersión y desaglomeración fiable y eficaz de nano suspensiones estables.

Preparación ultrasónica de nanopartículas fluorescentes

La ultrasonicación es una herramienta probada que mejora la síntesis coloidal de nanopartículas uniformes y altamente cristalinas con propiedades fluorescentes, alta eficiencia cuántica y estabilidad.
Los ultrasonidos ayudan durante:

Nanopartículas de carbono solubles en agua con conversión ascendente de fluorescencia

Li et al (2010) han desarrollado una A los método para sintetizar monodispersos fluorescente soluble en agua nanopartículas de carbono (CNP). Las partículas fluorescentes se sintetizaron directamente a partir de glucosa mediante un tratamiento ultrasónico de un solo paso asistido con álcali o ácido. Las superficies de las partículas eran ricas en grupos hidroxilo, lo que les confería un alto grado de fluorescencia. hidrofilicidad. Los CNP podrían emitir brillante y colorido fotoluminiscencia que cubre toda la gama espectral del visible al infrarrojo cercano (NIR). Además, estos CNP también presentaban una excelente fluorescente de conversión ascendente propiedades.
El proceso de reacción ultrasónica de un solo paso es un método ecológico y conveniente que utiliza precursores naturales para preparar CNPs de tamaño ultrapequeño utilizando glucosa como recurso de carbono. Las CNP presentan propiedades estables (>6 meses) y fuerte PL (rendimiento cuántico ∼7%), especialmente dos excelentes propiedades fotoluminiscentes: Emisión NIR y propiedades fotoluminiscentes de conversión ascendente. Combinando la libre dispersión en agua (sin modificaciones superficiales) y las atractivas propiedades fotoluminiscentes, estas CNP son prometedoras para un nuevo tipo de marcadores de fluorescencia, biosensores, imágenes biomédicas y administración de fármacos para aplicaciones en biociencia y nanobiotecnología.

Fabricación de nanopartículas de carbono fluorescentes solubles en agua a partir de glucosa mediante un tratamiento ultrasónico asistido con álcali o ácido en un solo paso. (¡Haga clic para ampliar!)

(a) Imagen TEM de CNPs preparadas mediante sonicación a partir de glucosa con diámetro inferior a 5 nm; (b), (c) Fotografías de dispersiones de CNPs en agua con iluminación solar y UV (365 nm, centro), respectivamente; (d-g) Imágenes de microscopio fluorescente de CNPs bajo diferentes excitaciones: d, e, f y g para 360, 390, 470 y 540 nm, respectivamente. [Li et al. 2010]

Nanopartículas fluorescentes de porfirina

El grupo de investigación de Kashani-Motlagh ha sintetizado con éxito porfirina fluorescente nanopartículas bajo ultrasonidos. Por lo tanto, combinaron Precipitación y sonicación. Las nanopartículas de [tetrakis(para-clorofenil)porfirina] TClPP resultantes fueron estables en solución sin aglomeración durante al menos 30 días. No se observó autoagregación de los cromóforos de porfirina constituyentes. Las nanopartículas de TClPP mostraron interesantes propiedades ópticas, en particular una gran baticrómico en los espectros de absorción.
La duración de la A los tiene profundos efectos en el tamaño de las partículas de las nanopartículas de porfirina. Con tiempos de sonicación más cortos, las nanopartículas de porfirina presentan picos más nítidos y absorbancias más intensas; esto indica que, al aumentar el tiempo de sonicación, el número de nanopartículas de porfirina se reduce. nanopartículas y aumenta el número de porfirinas por cada unidad de nanopartícula.

Preparación por ultrasonidos de nano partículas fluorescentes. (¡Haga clic para ampliar!)

El grupo de investigación de Kashani-Motlagh (2010) encontró un sencillo ultrasónico Precipitación ruta para sintetizar nano partículas fluorescentes de profirina.

Los homogeneizadores ultrasónicos se utilizan para la síntesis de nano partículas fluorescentes

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Los ultrasonidos de potencia favorecen las reacciones sonoquímicas (¡Haga clic para ampliar!)

Reactor ultrasónico de vidrio para sonoquímica

Homogeneizador ultrasónico de 200 vatios con sonotrodo

Dispositivo portátil de ultrasonidos UP200H

Síntesis de nanocompuestos magnéticos/fluorescentes

Asiste ultrasónicamente a la síntesis de nanocompuestos formados por magnético nanopartículas y fluorescente puntos cuánticos (QD) con un recubrimiento de sílice. Estos compuestos son bifuncionales y presentan las ventajas tanto de los QD como de las nanopartículas magnéticas. Los puntos cuánticos de CdS se sintetizaron mediante el siguiente procedimiento: Al principio, se mezclaron 2 mL de la capa inferior de la película de nucleación que contenía ferro magnetofluido y 0,5 mL de puntos cuánticos CdS 1 mol/L bajo A los Agitando, se añadieron 2 mL de PTEOS (tetraetilortosilicato prepolimerizado) a la mezcla anterior y, por último, se añadieron 5 mL de amoníaco.
Además, los ultrasonidos Emulsificar permite la preparación de nuevas nanopartículas multicolores altamente fluorescentes-superparamagnéticas utilizando puntos cuánticos (QDS) y nanopartículas de magnetita y copolímero tribloc anfifílico de poli(acrilato de tert-butilo-co-acrilato de etilo-co-ácido metacrílico) para la encapsulación.

Nanopartículas fluorescentes en suspensión

Literatura/Referencias

  • Li, Jimmy Kuan-Jung; Ke, Cherng-Jyh; Lin, Cheng-An J.; Cai, Zhi-Hua; Chen, Ching-Yun; Chang, Walter H. (2011): Facile Method for Gold Nanocluster Synthesis and Fluorescence Control Using Toluene and Ultrasound. Revista de Ingeniería Médica y Biológica, 33/1, 2011. 23-28.
  • Li, Haitao; He, Xiaodie; Liu, Yang; Huang, Hui; Lian, Suoyuan; Lee, Shuit-Tong; Kang, Zhenhui (2011): Síntesis ultrasónica en un solo paso de nanopartículas de carbono solubles en agua con excelentes propiedades fotoluminiscentes. Carbon 49, 2011. 605-609.
  • Kashani-Motlagh, Mohamad Mehdi; Rahimi, Rahmatollah; Kachousangi, Marziye Javaheri (2010): Ultrasonic Method for the Preparation of Organic Porphyrin Nanoparticles. Molecules 15, 2010. 280-287.
  • Zhang, Ri-Chen; Liu, Ling, Liu; Xiao-Liang, Xu (2011): Síntesis y características de nanocompuestos magnético-fluorescentes multifuncionales Fe3O4-SiO2-CdS. Chinese Physics B 20/8, 2011.

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Información interesante

A los homogeneizadores ultrasónicos también se los denomina frecuentemente como sonicador de sonda, sonolisador, fraccionador por ultrasonidos, pulverizador ultrasónico, sonoruptor, sonificador, disgregador ultrasónico, fraccionador celular, dispersor ultrasónico o mezclador por ultrasonidos. Estos términos provienen de las distintas aplicaciones que se pueden llevar a cabo por sonicación.

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