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恭喜! 光响应PEMCs制备登化工类国际顶刊,MicroED助力聚合物纳米晶体结构解析

2023-04-26 分享

3月13日,中国石油大学李勃天教授团队,联合清华大学徐建鸿教授团队,在《Chemical Engineering Journal》杂志上宣布《One-step preparation of photoresponsive microcapsules based on the interfacial self-assembly of an azopyridine coordination polymer》。《Chemical Engineering Journal》期刊2022年度影响因子16.744,Jian Wang, Botian Li为本文配合am8亚美作者。文章介绍了一种简单的光响应PEMCs制备要领,即在水-油界面上原位合成和自组装偶氮配位聚合物;该配位相互作用不但有助于相对稳定的装配结构,并且由于其动态可逆性,具有良好的可接纳性。

为了了解该配位聚合物的界面自组装机理,作者培养出了该聚合物的纳米尺寸晶体,利用MicroED进行了结构解析。MicroED晶体结构解析事情由苏州am8亚美生物科技有限公司担负。

 

摘要:近几十年来,刺激响应型微胶囊因其在药物通报、催化反应等方面的潜在应用而受到越来越多的关注;但其制备工艺庞大,尺寸牢固和接纳难等问题有待解决。本研究以偶氮吡啶配位聚合物的界面自组装为基础,建立了一步制备光响应微胶囊的要领。银离子与配体在油水界面进行原位配位,配位聚合物自组装成纳米纤维,稳定了Pickering乳液并生成油包水微胶囊。别的,基于微流控工艺制备了尺寸均匀的微胶囊。测定了纳米纤维的晶体结构和Janus外貌,剖析了自组装和界面稳定的机理。在365 nm紫外光照射下,配位聚合物中偶氮基团的顺式异构作用导致纳米纤维的剖析和溶解,从而导致微胶囊的融合和Pickering乳液的破乳。相反,可见光和加热引发偶氮吡啶配位聚合物的反式异构化,从而导致纳米纤维的再生和微胶囊的接纳。最后,接纳包封几种反应物的微胶囊进行ph指示变色反应和酶催化H2O2剖析实验,验证了其作为光控微反应器的可行性。这种一步制备、可接纳性好的光响应微胶囊在微反应器领域具有潜在的应用前景。

内容速览:

PEMC的制备

 

自组装的纳米纤维充当皮克林乳化剂并由于空间阻碍而稳定界面,从而爆发 W/O PEMC。

 

 

使用高速均质化和微流体的要领制备了微胶囊。将具有红色荧光的水溶性染料罗丹明 B 和具有绿色荧光的油溶性染料(DHHNA)划分溶解在水溶液和甲苯溶液中,然后泵入 T 型微流体制造 PEMC 的通道。凭据高速显微镜和激光扫描共聚焦显微镜视察,高速均质化获得的PEMCs在10~120 μm规模内泛起出差别的尺寸,而微流控法制备的PEMCs 具有很是均匀的尺寸,直径为 65 μm。

这标明微流体可以增进界面自组装,以生产尺寸均匀的微胶囊。

 

配位聚合物的界面自组装结构

 

 

为了研究trans-D 和 Ag(I) 的界面自组装机制,通过在 DMF 中重结晶培养了配位聚合物trans-AgD 的纳米晶体,并使用粉末 X 射线衍射 (PXRD) 和微晶电子衍射 (MicroED)解析了其晶体结构。

晶体结构解析事情由苏州am8亚美生物科技有限公司担负。聚合物培养出的晶体尺寸仅在200纳米~300纳米之间,法使用单晶衍射收集数据。am8亚美提供先进的MicroED技术,实现了纳米尺寸晶体的电子衍射、数据收集及结构解析事情。乐成收集十余套高质量衍射数据合并处理,加速结构解析进程,仅用3个事情日就完成了结构解析事情。图3a~f全部由am8亚美公司提供。

进一步探讨了trans- AgD 纳米纤维稳定皮克林乳液的机制。 W/O PEMC 上的trans-AgD 纳米纤维显示出具有亲水性内侧和疏水性外侧的 Janus 外貌,有助于稳定界面。

 

PEMC的光响应

 

当被 365 nm 紫外光 (10 mW/cm2) 照射时,trans-AgD 爆发顺式异构化,生成顺式配位聚合物 (cis-AgD)。由于cis-AgD可以溶解在甲苯中,配位聚合物的纳米纤维解体并且PEMC在紫外光下开始相互融合,导致Pickering乳液的甲苯相变黄。具有无色甲苯相的PEMC的形成和具有黄色甲苯相的PEMC的破裂可以通过丈量甲苯相在440nm处的吸光度来表征;在重复的紫外线加热循环中,该系统在 20 个循环后坚持稳定和稳定,证实了 PEMC 的可接纳性。

PEMC 作为光控微反应器

 

由于 PEMC 对紫外光的快速响应,它们可以用作光控 W/O 微反应器。制造了两种封装溴甲酚绿 (BG) 和稀硫酸的 PEMC,并将它们混淆在一起。随着 365 nm 紫外光的应用,PEMC 从最初的蓝色变为黄色,因为微胶囊的光诱导融合使 BG 酸化并引起变色。变色反应仅在使用紫外线时爆发,并且该历程可以通过紫外线照射时间来控制。

PEMC 用于执行酶促反应,以证明光控微反应器的多功效性。混淆封装过氧化氢酶和H2O2溶液的两种PEMC;在紫外线照射下,由于 PEMC 的破裂和融合会爆发氧气。相反,安排在黑黑暗的样品险些不爆发任何氧气。这些结果标明光控微反应器的优异性能。

紫外线开关间隔照射。 UV-OFF 间隔中的氧气爆发量明显低于 UV-ON 间隔,从而泛起微反应器在水性酶促反应中的可控性。

什么是MicroED/为什么MicroED可以解析纳米尺寸晶体?

MicroED技术(又称为微晶电子衍射/三维电子衍射) 是一种新的基于电镜解析晶体结构的技术。其原理与X射线衍射类似,但入射光束为高能电子,由于波长更短而与晶体作用更强,因此仅需少量微纳尺寸的晶体即可快速获得电子衍射数据。

MicroED的优势是什么?

微纳米尺寸晶体

相比于古板的X射线衍射,MicroED所需的晶体尺寸很是小,大于100纳米的晶体即可在电镜下获得衍射数据。

针对难以培养单晶的样品优势明显。

周期短

am8亚美自开发了电子衍射数据收集自研软件、结构解析数据整合自研软件,可短时间内收集多套高质量衍射数据,并完成结构解析。仅需3-7天。

纯度要求低

针对合成质料样品纯度低的问题,MicroED不受样品纯度影响,可以在混淆物相中识别出所需解析样品,完成数据收集。

MicroED的适用规模

MOF、COF、Zeolite、有机分子、无机质料

小分子药物、天然产品、共晶复合药物、PROTAC、多肽药物

卵白质、卵白-配体复合物、

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