Ultrasone synthese van fluorescerende nanodeeltjes

• Kunstmatig gesynthetiseerde fluorescerende nanodeeltjes hebben veel potentiële toepassingen in de productie van elektro-optica, optische gegevensopslag en voor biochemische, bioanalytische en medische toepassingen.
• Sonificatie is een effectieve en betrouwbare methode om fluorescerende nanodeeltjes van hoge kwaliteit op industriële schaal te synthetiseren.
• De ultrasone synthese van fluorescerende nanodeeltjes is eenvoudig, veilig, reproduceerbaar en schaalbaar.

Ultrasone voorbereiding van fluorescerende nanodeeltjes

De toepassing van ultrasone golven op nanomaterialen staat bekend om de gunstige effecten, waaronder de sonochemische synthese van nanodeeltjes en de functionalisering en modificatie ervan. Naast deze sonochemische toepassingen is ultrageluid de voorkeurstechniek voor een betrouwbare en effectieve dispersie en deagglomeratie van stabiele nanosuspensies.

Ultrasone bereiding van fluorescerende nanodeeltjes

Ultrasoon is een beproefd middel ter verbetering van de colloïdale synthese van uniforme en zeer kristallijne nanodeeltjes met fluorescerende eigenschappen, hoge kwantumefficiëntie en stabiliteit.
Ultrasone hulp tijdens:

• synthese
• functionalisatie
• wijziging
• dispersie
• deagglomeratie & Ontwarrend

In water oplosbare koolstof nanodeeltjes met fluorescentie up-conversie

Li et al. (2010) hebben een eenstaps ultrasoon methode om monodispersie te synthetiseren in water oplosbare fluorescerende koolstofnanodeeltjes (CNP's). De fluorescerende deeltjes werden rechtstreeks uit glucose gesynthetiseerd door middel van een eenstaps alkali- of zuurondersteunde ultrasone behandeling. De deeltjesoppervlakken waren rijk aan hydroxylgroepen, waardoor ze een hoge hydrofiel. De CNP's zouden helder en kleurrijke fotoluminescentie in het hele zichtbare tot nabij-infrarode (NIR) spectrum. Bovendien hadden deze CNP's ook uitstekende fluorescerende up-conversie eigenschappen.
Het ultrasone reactieproces in één stap is een groene en handige methode waarbij natuurlijke precursoren worden gebruikt om zeer kleine CNP's te maken met glucose als koolstofbron. De CNP's vertonen stabiele (>6 maanden) en sterke PL (quantumopbrengst ∼7%), vooral twee uitstekende fotoluminescente eigenschappen: NIR-emissie en up-conversie fotoluminescente eigenschappen. Door de combinatie van vrije dispersie in water (zonder enige wijziging aan het oppervlak) en aantrekkelijke fotoluminescente eigenschappen zijn deze CNP's veelbelovend voor een nieuw type fluorescentiemarkers, biosensoren, biomedische beeldvorming en medicijnafgifte voor toepassingen in de biowetenschappen en nano-biotechnologie.

(a) TEM-beeld van CNP's bereid via sonicatie uit glucose met een diameter kleiner dan 5 nm; (b), (c) foto's van CNP-dispersies in water met respectievelijk zonlicht en UV (365 nm, midden) verlichting; (d-g) fluorescentiemicroscoopbeelden van CNP's onder verschillende excitatie: d, e, f en g voor respectievelijk 360, 390, 470 en 540 nm. [Li et al. 2010]

Fluorescerende nanodeeltjes van porfyrine

De onderzoeksgroep van Kashani-Motlagh heeft met succes het volgende gesynthetiseerd fluorescerend porfyrine nanodeeltjes onder ultrasoon. Daarom combineerden ze neerslag en sonicatie. De resulterende [tetrakis(para-chlorofenyl)porfyrine] TClPP nanodeeltjes waren stabiel in oplossing zonder agglomeratie gedurende ten minste 30 dagen. Er werd geen zelfaggregatie van de samenstellende porfyrinechromoforen waargenomen. De TClPP-nanodeeltjes vertoonden interessante optische eigenschappen, met name een grote bathochroom verschuiving in de absorptiespectra.
De duur van de ultrasoon behandeling heeft diepgaande effecten op de deeltjesgrootte van de porfyrinenanodeeltjes. Bij kortere sonificatietijden hebben de porfyrinenanodeeltjes scherpere pieken en sterkere absorpties; dit geeft aan dat door het verhogen van de sonificatietijd het aantal porfyrinenanodeeltjes toeneemt. nanodeeltjes meer wordt en het aantal porfyrines per eenheid nanodeeltje toeneemt.

De onderzoeksgroep van Kashani-Motlagh (2010) vond een eenvoudige ultrasone neerslag route om fluorescerende prophyrine nanodeeltjes te synthetiseren.

Synthese van magnetische/fluorescerende nanocomposieten

Ultrasoon helpt bij de synthese van nanocomposieten bestaande uit magnetisch nanodeeltjes en fluorescerende kwantumstippen (QD's) met een coating van silica-omhulsel. Deze composieten zijn bifunctioneel, met de voordelen van zowel QD's als magnetische nanodeeltjes. CdS-kwantumstippen werden gesynthetiseerd volgens de volgende procedure: Eerst werd 2 ml van de onderlaag van de nucleatiefilm die ferromagneetvloeistof bevat en 0,5 ml CdS-kwantumstippen van 1 mol / L gemengd onder ultrasoon Al roerend werd 2 mL PTEOS (geprepolymeriseerd tetraethylorthosilicaat) toegevoegd aan het voorgaande mengsel en tot slot werd 5 mL ammoniak toegevoegd.
Verder zijn ultrasone Emulgering maakt de bereiding mogelijk van nieuwe multi-kleuren hoog fluorescente-superparamagnetische nanodeeltjes met behulp van quantum dots (QDS) en magnetietnanodeeltjes en amfifiele poly(tertbutylacrylaat-co-ethylacrylaat-co-methacrylzuur) tribloc copolymeer voor de inkapseling.