Ultrazvučna sinteza fluorescentnih nano čestica

• Umjetno sintetizirane fluorescentne nano čestice imaju višestruku potencijalnu primjenu u proizvodnji elektrooptike, optičkoj pohrani podataka, kao i za biokemijske, bioanalitičke i medicinske primjene.
• Sonikacija je učinkovita i pouzdana metoda za sintetiziranje fluorescentnih nano čestica visoke kvalitete u industrijskim razmjerima.
• Ultrazvučna sinteza fluorescentnih nano čestica je jednostavna, sigurna, ponovljiva i skalabilna.

Ultrazvučna priprema fluorescentnih nano čestica

Primjena ultrazvučnih valova na nano materijale dobro je poznata po svojim blagotvornim učincima, koji uključuju sonokemijsku sintezu nano čestica, njihovu funkcionalizaciju i modifikaciju. Osim ovih sonokemijskih primjena, ultrazvuk je poželjna tehnika za pouzdanu i učinkovitu disperziju i deaglomeraciju stabilnih nanosuspenzija.

Ultrazvučna priprema fluorescentnih nanočestica

Ultrasonication je dokazani alat koji poboljšava koloidnu sintezu uniformnih i visoko kristalnih nanočestica s fluorescentnim svojstvima, visokom kvantnom učinkovitošću i stabilnošću.
Ultrazvuk pomaže tijekom:

• sinteza
• funkcionalizacija
• izmjena
• disperzija
• deaglomeracija & Raščešljavanje

Nanočestice ugljika topljive u vodi s pretvorbom fluorescencije

Li et al (2010.) razvili su jednostepeni ultrazvučni metoda za sintezu monodisperznih vodotopivi fluorescentni nanočestice ugljika (CNP). Fluorescentne čestice sintetizirane su izravno iz glukoze ultrazvučnom obradom u jednom koraku uz pomoć lužine ili kiseline. Površine čestica bile su bogate hidroksilnim skupinama, što im je davalo visoku hidrofilnost. CNP bi mogli emitirati svijetao i šarenilo fotoluminiscencija koja pokriva cijelo vidljivo do skoro infracrveno (NIR) spektralno područje. Nadalje, ti su CNP-ovi također imali izvrsne up-conversion fluorescent Svojstva.
Proces ultrazvučne reakcije u jednom koraku zelena je i praktična metoda koja koristi prirodne prekursore za pripremu CNP-ova ultra male veličine koristeći glukozu kao izvor ugljika. CNP-ovi pokazuju stabilne (>6 mjeseci) i jak PL (kvantni prinos ~7%), posebno dva izvrsna fotoluminiscentna svojstva: NIR emisija i fotoluminiscentna svojstva pojačane konverzije. Kombinirajući slobodnu disperziju u vodi (bez ikakvih modifikacija površine) i atraktivna fotoluminescentna svojstva, ovi CNP obećavaju za novu vrstu fluorescentnih markera, biosenzora, biomedicinskih slika i isporuke lijekova za primjene u bioznanosti i nanobiotehnologiji.

(a) TEM slika CNP-ova pripremljenih sonikacijom iz glukoze promjera manjeg od 5 nm; (b), (c) Fotografije disperzija CNP-a u vodi sa sunčevim i UV (365 nm, središte) osvjetljenjem; (dg) Fluorescentne mikroskopske slike CNP-ova pod različitim pobuđivanjem: d, e, f i g za 360, 390, 470 i 540 nm, redom. [Li et al. 2010]

Fluorescentne nano čestice porfirina

Istraživačka skupina Kashani-Motlagh uspješno je sintetizirala fluorescentni porfirin nanočestice pod ultrazvučnom obradom. Stoga su se kombinirali taloženje i ultrazvukom. Rezultirajuće nanočestice [tetrakis(para-klorfenil)porfirin] TClPP bile su stabilne u otopini bez aglomeracije najmanje 30 dana. Nije primijećena samoagregacija sastavnih porfirinskih kromofora. Nanočestice TClPP pokazale su zanimljiva optička svojstva, posebno velika batokromni pomak u apsorpcijskim spektrima.
Trajanje ultrazvučni tretman ima duboke učinke na veličinu čestica nanočestica porfirina. U kraćim vremenima sonikacije, nanočestice porfirina imaju oštrije vrhove i jaču apsorbanciju; to ukazuje da povećanjem vremena sonikacije, broj porfirina nanočestice postaje sve više i broj porfirina po svakoj jedinici nanočestice raste.

Istraživačka skupina Kashani-Motlagh (2010) pronašla je jednostavan ultrazvuk taloženje put za sintezu fluorescentnih nano čestica profirina.

Sinteza magnetskih/fluorescentnih nanokompozita

Ultrazvučno pomaže sintezu nanokompozita koji se sastoje od magnetski nanočestice i fluorescentna kvantne točke (QD) s premazom od silicijeve ljuske. Ovi kompoziti su bifunkcionalni, imaju prednosti i QD i magnetskih nano čestica. Kvantne točke CdS sintetizirane su sljedećim postupkom: Najprije je 2 mL donjeg sloja filma nukleacije koji sadrži feromagnetofluid i 0,5 mL 1 mol/L kvantnih točkica CdS pomiješano pod ultrazvučni miješajući, 2 mL PTEOS (pretpolimerizirani tetraetilortosilikat) je zatim dodano u prethodnu smjesu, i na kraju je dodano 5 mL amonijaka.
Nadalje, ultrazvučni emulgiranje omogućuje pripremu novih višebojnih visoko fluorescentno-superparamagnetskih nanočestica korištenjem kvantnih točaka (QDS) i nanočestica magnetita i amfifilnog poli(tertbutil akrilata-ko-etil akrilata-ko-metakrilne kiseline) triblok kopolimera za kapsuliranje.