Fluoresoivien nanohiukkasten ultraäänisynteesi

• Keinotekoisesti syntetisoiduilla fluoresoivilla nanohiukkasilla on moninaisia potentiaalisia sovelluksia elektrooptiikan valmistuksessa, optisessa tietojen tallennuksessa sekä biokemiallisissa, bioanalyyttisissä ja lääketieteellisissä sovelluksissa.
• Sonikaatio on tehokas ja luotettava menetelmä korkealaatuisten fluoresoivien nanohiukkasten syntetisoimiseksi teollisessa mittakaavassa.
• Fluoresoivien nanohiukkasten ultraäänisynteesi on yksinkertainen, turvallinen, toistettavissa ja skaalautuva.

Fluoresoivien nanohiukkasten ultraäänivalmistus

Ultraääniaaltojen soveltaminen nanomateriaaleihin tunnetaan hyvin sen hyödyllisistä vaikutuksista, joihin kuuluvat nanohiukkasten sonokemiallinen synteesi, niiden funktionalisointi ja modifikaatio. Näiden sonokemiallisten sovellusten lisäksi ultraääni on edullinen tekniikka stabiilien nanosuspensioiden luotettavaan ja tehokkaaseen dispersioon ja deagglomeraatioon.

Fluoresoivien nanohiukkasten ultraäänivalmistus

Ultrasonication on todistettu työkalu, joka parantaa yhtenäisten ja erittäin kiteisten nanohiukkasten kolloidista synteesiä, joilla on fluoresoivat ominaisuudet, korkea kvanttitehokkuus ja stabiilisuus.
Ultraääni auttaa aikana:

• synteesi
• toiminnallisuus
• muutos
• hajonta
• deagglomeraatio & Sotkeutuminen

Vesiliukoiset hiilinanohiukkaset, joilla on fluoresenssin konversio

Li et al (2010) ovat kehittäneet yksivaiheisen Ultraääni menetelmä monodispersoidun syntetisoimiseksi vesiliukoinen fluoresoiva hiilen nanohiukkaset (CNP). Fluoresoivat hiukkaset syntetisoitiin suoraan glukoosista yksivaiheisella alkali- tai happoavusteisella ultraäänikäsittelyllä. Hiukkaspinnat olivat runsaasti hydroksyyliryhmiä, mikä antoi niille korkean hydrofiilisyys. CNP: t voivat päästää kirkas ja värikäs fotoluminesenssi, joka kattaa koko näkyvästä lähi-lähi-infrapunaan (NIR) spektrialueen. Lisäksi näillä CNP: llä oli myös erinomaiset Ylöspäin muuntava fluoresoiva Majoituspaikkaa.
Yksivaiheinen ultraäänireaktioprosessi on vihreä ja kätevä menetelmä, jossa käytetään luonnollisia lähtöaineita erittäin pienikokoisten CNP: iden valmistamiseksi käyttämällä glukoosia hiiliresurssina. CNP:t ovat vakaita (>6 kuukautta) ja vahva PL (kvanttisaanto ∼7%), erityisesti kaksi erinomaista fotoluminesenssiominaisuutta: NIR-emissio ja ylöskonversiofotoluminesenssiominaisuudet. Yhdistämällä vapaan dispersion vedessä (ilman pintamuutoksia) ja houkuttelevia fotoluminesenssiominaisuuksia, nämä CNP: t ovat lupaavia uudentyyppisille fluoresenssimarkkereille, bioantureille, biolääketieteelliselle kuvantamiselle ja lääkkeiden toimittamiselle biotieteen ja nanobioteknologian sovelluksiin.

a) TEM-kuva CNP:istä, jotka on valmistettu sonikaatiolla glukoosista, jonka halkaisija on alle 5 nm; b), c) valokuvat CNP:iden dispersioista auringonvalossa vedessä ja UV-valossa (365 nm, keskellä); d–g) Fluoresoivat mikroskooppikuvat CNP: stä eri virityksessä: d, e, f ja g vastaavasti 360, 390, 470 ja 540 nm. [Li ym. 2010]

Fluoresoivat porfyriininanohiukkaset

Kashani-Motlaghin tutkimusryhmä on onnistuneesti syntetisoinut fluoresoiva porfyriini nanohiukkaset ultrasonicationissa. Siksi he yhdistivät sade ja sonikaatio. Tuloksena olevat [tetrakis(parakloorifenyyli)porfyriini] TClPP-nanohiukkaset olivat stabiileja liuoksessa ilman taajamaa vähintään 30 päivän ajan. Porfyriinikromoforien itseaggregaatiota ei havaittu. TClPP-nanohiukkasilla oli mielenkiintoisia optisia ominaisuuksia, erityisesti suuri Bathokrominen absorptiospektrien muutos.
Ohjelman kesto Ultraääni Hoidolla on syvällisiä vaikutuksia porfyriininanohiukkasten hiukkaskokoon. Lyhyemmillä sonikaatioajoilla porfyriininanohiukkasilla on terävämmät huiput ja vahvemmat absorbanssit; Tämä osoittaa, että lisäämällä sonikaatioaikaa, porfyriinin määrää nanohiukkaset tulee enemmän ja porfyriinien määrä kutakin nanohiukkasyksikköä kohti kasvaa.

Kashani-Motlaghin (2010) tutkimusryhmä löysi yksinkertaisen ultraäänitutkimuksen sade reitti fluoresoivien profyriininanohiukkasten syntetisoimiseksi.

Magneettisten/fluoresoivien nanokomposiittien synteesi

Ultraäänellä auttaa nanokomposiittien synteesiä, joka koostuu magneettinen nanohiukkaset ja fluoresoiva kvanttipisteet (QD), joissa on piidioksidikuori. Nämä komposiitit ovat kaksitoimisia, ja niissä on sekä QD: n että magneettisten nanohiukkasten edut. CdS-kvanttipisteet syntetisoitiin seuraavalla menetelmällä: Aluksi sekoitettiin 2 ml nukleaatiokalvon aluskerrosta, joka sisälsi ferromagnetofluidia, ja 0,5 ml 1 molaarista CdS-kvanttipistettä Ultraääni sekoittaen edelliseen seokseen lisättiin sitten 2 ml PTEOS:ia (esipolymeroitua tetraetyyliortosilikaattia) ja lopuksi 5 ml ammoniakkia.
Lisäksi ultraääni Emulgoituminen mahdollistaa uusien moniväristen korkeiden fluoresoivien superparamagneettisten nanohiukkasten valmistamisen käyttämällä kvanttipisteitä (QDS) ja magnetiitin nanohiukkasia ja amfifiilistä poly(tertbutyyliakrylaatti-koetyyliakrylaatti-kometakryylihappo) tribloc-kopolymeeriä kapselointia varten.