סינתזה קולית של חלקיקי ננו פלואורסצנטיים

• לננו-חלקיקים פלואורסצנטיים מסונתזים באופן מלאכותי יש יישומים פוטנציאליים רבים בייצור אלקטרואופטיקה, אחסון נתונים אופטיים, כמו גם ליישומים ביוכימיים, ביואנליטיים ורפואיים.
• סוניקציה היא שיטה יעילה ואמינה לסנתז חלקיקי ננו פלואורסצנטיים באיכות גבוהה בקנה מידה תעשייתי.
• הסינתזה העל-קולית של חלקיקי ננו פלואורסצנטיים היא פשוטה, בטוחה, ניתנת לשחזור וניתנת להרחבה.

הכנה קולית של חלקיקי ננו פלואורסצנטיים

היישום של גלים קוליים לננו-חומרים ידוע בהשפעותיו המועילות, הכוללות סינתזה סונוכימית של חלקיקי ננו, תפקודם ושינוים. לצד יישומים סונוכימיים אלה, אולטרסאונד הוא הטכניקה המועדפת לפיזור ופירוק אמינים ויעילים של מתלי ננו יציבים.

הכנה קולית של ננו-חלקיקים פלואורסצנטיים

אולטרה-סוניקציה היא כלי מוכח המשפר את הסינתזה הקולואידית של ננו-חלקיקים אחידים וגבישיים מאוד בעלי תכונות פלואורסצנטיות, יעילות קוונטית גבוהה ויציבות.
סיוע קולי במהלך:

• סינתזה
• פונקציונליזציה
• שינוי
• פיזור
• deagglomeration & התרת קשרים

ננו-חלקיקי פחמן מסיסים במים עם המרה מוגברת פלואורסצנטית

Li et al (2010) פיתחו צעד אחד קולי שיטה לסנתז monodispersed פלואורסצנט מסיס במים ננו-חלקיקי פחמן (CNPs). החלקיקים הפלואורסצנטיים סונתזו ישירות מגלוקוז על ידי טיפול אלקלי או אולטרסאונד בסיוע חומצה בצעד אחד. משטחי החלקיקים היו עשירים בקבוצות הידרוקסיל, מה שהעניק להם היי הידרופיליות. CNPs יכול לפלוט מוארת ו צבעוני פוטולומינסנציה המכסה את כל הטווח הספקטרלי של אינפרא אדום נראה לקרוב (NIR). יתר על כן, CNPs אלה היו גם מצוינים פלואורסצנטי להמרה משודרגת מאפייני.
תהליך התגובה הקולי החד-שלבי הוא שיטה ירוקה ונוחה המשתמשת במבשרים טבעיים להכנת CNPs בגודל קטן במיוחד באמצעות גלוקוז כמשאב פחמן. CNPs להציג יציב (>6 חודשים) ו-PL חזק (תפוקה קוונטית ∼7%), במיוחד שתי תכונות פוטולומינסנטיות מצוינות: פליטת קרינה בלתי מייננת ותכונות פוטולומינסנטיות בהמרה גבוהה. שילוב של פיזור חופשי במים (ללא כל שינוי פני השטח) ותכונות פוטולומינסנטיות אטרקטיביות, CNPs אלה מבטיחים עבור סוג חדש של סמנים פלואורסצנטיים, חיישנים ביולוגיים, הדמיה ביו-רפואית ואספקת תרופות ליישומים בביו-מדע ובננו-ביוטכנולוגיה.

(א) תמונת TEM של CNPs שהוכנה באמצעות סוניקציה מגלוקוז בקוטר קטן מ-5 ננומטר; (ב), (ג) תצלומים של פיזור CNPs במים עם אור שמש ותאורת UV (365 ננומטר, במרכז), בהתאמה; (ד-ז) תמונות מיקרוסקופ פלואורסצנטי של CNPs תחת עירור שונה: d, e, f ו- g עבור 360, 390, 470 ו- 540 ננומטר, בהתאמה. [לי ואחרים 2010]

חלקיקי ננו פורפירין פלואורסצנטיים

קבוצת המחקר של קשאני-מוטלג סינתזה בהצלחה פורפירין פלואורסצנטי ננו-חלקיקים תחת אולטרה-סוניקציה. לכן, הם שילבו משקעים וסוניקציה. כתוצאה מכך, ננו-חלקיקי TClPP [טטרקיס (פארא-כלורופניל)פורפירין] היו יציבים בתמיסה ללא הצטברות במשך 30 יום לפחות. לא נצפתה צבירה עצמית של כרומופורי הפורפירין המרכיבים. ננו-חלקיקי TClPP הפגינו תכונות אופטיות מעניינות, במיוחד גדול באטוכרומיק שינוי בספקטרום הבליעה.
משך הזמן של קולי לטיפול יש השפעות עמוקות על גודל החלקיקים של חלקיקי הפורפירין. בזמני סוניקציה קצרים יותר, לחלקיקי הפורפירין יש פסגות חדות יותר וספיגות חזקות יותר; זה מצביע על כך על ידי הגדלת הזמן של סוניקציה, מספר פורפירין ננו-חלקיקים הופך להיות יותר ומספר הפורפירינים לכל יחידת ננו-חלקיק גדל.

קבוצת המחקר של Kashani-Motlagh (2010) מצאה קולי פשוט משקעים מסלול לסנתז חלקיקי ננו פרופירין פלואורסצנטיים.

סינתזה של ננו-מרוכבים מגנטיים/פלואורסצנטיים

אולטרה-סאונד מסייע לסינתזה של ננו-מרוכבים המורכבים מ מגנטי ננו-חלקיקים ו פלורסנט נקודות קוונטיות (QDs) עם ציפוי של מעטפת סיליקה. חומרים מרוכבים אלה הם דו-פונקציונליים, וכוללים את היתרונות של QDs וננו-חלקיקים מגנטיים. נקודות קוונטיות CdS סונתזו בהליך הבא: בתחילה, 2 מ"ל של שכבת הנוקלציה התחתונה המכילה מגנטונוזל ברזל ו-0.5 מ"ל של 1 mol/L CdS נקודות קוונטיות עורבבו תחת קולי ערבוב, 2 מ"ל PTEOS (טרום פולימרי tetraethylorthosilicate) נוסף אז לתערובת הקודמת, ולבסוף 5 מ"ל אמוניה נוספה .
יתר על כן, קולי תחליב מאפשר הכנה של ננו-חלקיקים פלואורסצנטיים-על-פאראמגנטיים חדשים מרובי צבעים באמצעות נקודות קוונטיות (QDS) וננו-חלקיקי מגנטיט וקופולימר פוליפולי אמפיפילי (טרטבוטיל אקרילט-קו-אתיל אקרילט-קו-חומצה מטאקרילית) עבור האנקפסולציה.