RU2758098C1 - Method for manufacturing indicator microcapsules using magnetic and plasmon nanoparticles - Google Patents
Method for manufacturing indicator microcapsules using magnetic and plasmon nanoparticles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2758098C1 RU2758098C1 RU2020143400A RU2020143400A RU2758098C1 RU 2758098 C1 RU2758098 C1 RU 2758098C1 RU 2020143400 A RU2020143400 A RU 2020143400A RU 2020143400 A RU2020143400 A RU 2020143400A RU 2758098 C1 RU2758098 C1 RU 2758098C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rpm
- seconds
- nanoparticles
- solution
- magnetic
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J13/00—Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
- B01J13/02—Making microcapsules or microballoons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B1/00—Nanostructures formed by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)
Abstract
Description
Полупроводниковые анализаторы, основанные на изменении электропроводности, широко используются для контроля различных токсичных соединений (в том числе альдегидов). Такие датчики портативны и обладают хорошей стабильностью, но страдают ограниченной селективностью. Требуется модификация оксида металла или селективной мембраны. Коммерчески доступные аналитические наборы предлагают удобный способ полуколичественного определения альдегидов. По сравнению с колориметрией флуорометрия стала высокочувствительным методом определения различных токсичных альдегидов и их производных. Как отличный флуоресцентный материал, углеродные точки (С-точки) являются недорогими и экологически чистыми.Semiconductor analyzers based on changes in electrical conductivity are widely used to monitor various toxic compounds (including aldehydes). Such sensors are portable and have good stability, but suffer from limited selectivity. Modification of the metal oxide or selective membrane is required. Commercially available assay kits offer a convenient method for the semi-quantitative determination of aldehydes. Compared to colorimetry, fluorometry has become a highly sensitive method for the determination of various toxic aldehydes and their derivatives. As an excellent fluorescent material, carbon dots (C-dots) are inexpensive and environmentally friendly.
Усиленная металлом флуоресценция (УМФ) - это явление, при котором флуоресценция усиливается, когда флуорофор находится вблизи плазмонных металлических наноматериалов. Внедрение флуоресцентных С-точек и металлических наночастиц в кремнеземные сферы или полимеры заметно усиливает флуоресценцию С-точек в десятки раз и, таким образом, является эффективным подходом для получения более интенсивного отклика флуоресценции. Анализы на основе УМФ являются "сигнальными" и имеют высокий предел флуоресцентного ответа. Однако современные анализаторы на основе УМФ обычно имеют сложные модификации и имеют ограниченные эксплуатационные требования. По-прежнему остается сложной задачей разработка новых анализаторов на основе УМФ, а также их практическое применение.Metal-enhanced fluorescence (MFF) is a phenomenon in which fluorescence is enhanced when a fluorophore is near plasmonic metallic nanomaterials. The introduction of fluorescent C-dots and metal nanoparticles into silica spheres or polymers noticeably enhances the fluorescence of C-dots by tens of times and, thus, is an effective approach for obtaining a more intense fluorescence response. UMP assays are "signaling" and have a high fluorescence response limit. However, modern UFM analyzers usually have complex modifications and limited operational requirements. The development of new analyzers based on MFMs, as well as their practical application, remains a challenge.
Получение новых гибридных структур на основе углеродных точек обладающих как оптическими, так и магнитными свойствами, является актуальной задачей и имеет множество вариантов решения. Наночастицы металлов (золота, серебра, платины, палладия), которые обладают выраженным эффектом поверхностного плазмонного резонанса, являются идеальными реагентами для проведения анализа на присутствие в различных средах токсичных альдегидных соединений и их производных на основе флуоресценции, усиленной металлом. Относительно низкая цитотоксичность используемых С-точек, зависимость полосы их люминесценции от длины волны возбуждения и их размер делает углеродные точки отличным материалом для изготовления аналитических систем и приборов. С-точки могут быть легко внедрены в неорганические микроразмерные капсулы для получения гибридных люминесцирующих нанокомпозитных материалов. По сравнению с коммерческими капсулами, кодированными органическими красителями и полупроводниковыми квантовыми точками, маркеры на основе С-точек обладают различными уникальными свойствами. Во-первых, по сравнению с полупроводниковыми квантовыми точками С-точки демонстрируют превосходную стабильность и биосовместимость. Во-вторых, поскольку поверхность С-точек обычно богата гидрофильными группами, такими, как карбоксильные, аминогруппы и гидроксильные группы, они демонстрируют хорошую растворимость и стабильность в воде. В-третьих, С-точки достаточно дешевы и просты в приготовлении. В качестве более экологичной альтернативы металлосодержащим квантовым точкам планируется использовать С-точки, которые имеют зависимость фотолюминесценции от длины волны возбуждения и высокую оптическую стабильность, которая играет немаловажную роль при флуоресцентной визуализации как in vitro, так и in vivo или in situ. Возможность модифицирования поверхности С-точек также расширяет область их применения для анализа. С помощью изменения поверхностных групп можно подготавливать углеродные точки для доставки различных лекарств и изменения оптических свойств точек. Также, наличие в капсуле магнетита дает возможность капсулам обладать способностью к магнитотаксису - движению, связанному с реакцией материала на магнитное поле. Благодаря наличию плазмонных металлических нанокристаллов появляется не только дополнительная возможность для спектрометрического определения концентрации микрокапсул, но и усиление люминесценции плазмонными металлическими нанокристаллами.Obtaining new hybrid structures based on carbon dots with both optical and magnetic properties is an urgent task and has many solutions. Nanoparticles of metals (gold, silver, platinum, palladium), which have a pronounced effect of surface plasmon resonance, are ideal reagents for analyzing the presence of toxic aldehyde compounds and their derivatives in various media based on metal-enhanced fluorescence. The relatively low cytotoxicity of the C-dots used, the dependence of their luminescence band on the excitation wavelength and their size make carbon dots an excellent material for the manufacture of analytical systems and instruments. C-dots can be easily incorporated into inorganic micro-sized capsules to produce hybrid luminescent nanocomposite materials. Compared to commercial capsules encoded with organic dyes and semiconductor quantum dots, C-dot markers have different unique properties. First, compared to semiconductor quantum dots, C-dots exhibit superior stability and biocompatibility. Secondly, since the surface of the C-points is usually rich in hydrophilic groups such as carboxyl, amino and hydroxyl groups, they show good solubility and stability in water. Thirdly, C-points are quite cheap and easy to prepare. As a more environmentally friendly alternative to metal-containing quantum dots, it is planned to use C-dots, which have a dependence of photoluminescence on the excitation wavelength and high optical stability, which plays an important role in fluorescence imaging both in vitro and in vivo or in situ. The ability to modify the surface of C-points also expands the area of their application for analysis. By changing the surface groups, it is possible to prepare carbon dots for delivery of various drugs and change the optical properties of the dots. Also, the presence of magnetite in the capsule makes it possible for the capsules to have the ability to magnetotaxis - movement associated with the reaction of the material to a magnetic field. Due to the presence of plasmonic metal nanocrystals, not only an additional opportunity appears for spectrometric determination of the concentration of microcapsules, but also the enhancement of luminescence by plasmonic metal nanocrystals.
Использование неинкапсулированных С-точек ставит ряд задач, справиться с которыми может создание гетероструктур на основе полимерных или неорганических капсул. По сравнению с полимерными капсулами неорганические капсулы, используемые для аналитического отклика на присутствие токсичных соединений, обладают хорошей механической прочностью, однако проницаемость этих неорганических капсул не контролируется, что сильно ограничивает их применение. Следовательно, необходима полимерно-неорганическая композитная капсула, в которой неорганические сферы обладают механической прочностью, чтобы выдержать, например, сушку и осмотическое давление, а фракция полимера позволяет контролировать проницаемость оболочки. Кроме того, внедренные неорганические частицы могут также придавать специфические оптические и магнитные свойства. Учитывая данные свойства, включение функциональных неорганических нанокомпозитов в полиэлектролитные оболочки является одним из простых способов решения вышеупомянутого недостатка как для чистых органических капсул, так и для неорганических капсул, например, способности заключать в капсулу небольшие молекулы и настраивать проницаемость оболочки.The use of non-encapsulated C-points poses a number of problems that can be solved by the creation of heterostructures based on polymer or inorganic capsules. Compared to polymer capsules, inorganic capsules used for analytical response to the presence of toxic compounds have good mechanical strength, however, the permeability of these inorganic capsules is not controlled, which severely limits their use. Therefore, a polymer-inorganic composite capsule is needed, in which the inorganic spheres have mechanical strength to withstand, for example, drying and osmotic pressure, and the polymer fraction allows control of the permeability of the shell. In addition, the embedded inorganic particles can also impart specific optical and magnetic properties. Given these properties, the inclusion of functional inorganic nanocomposites in polyelectrolyte shells is one of the simple ways to solve the aforementioned disadvantage for both pure organic capsules and inorganic capsules, for example, the ability to encapsulate small molecules and adjust the permeability of the shell.
Наиболее близка к заявляемому изобретению и принята в качестве прототипа гетероструктура нанокомпозитных материаловThe closest to the claimed invention and adopted as a prototype is the heterostructure of nanocomposite materials
«Металлсодержащий флуорометрический анализатор на присутствие формальдегида, основанный на использовании выращенных in situ наночастиц серебра на инкапсулированных кремнеземом углеродных точках» ("Metal-enhanced fluorometric formaldehyde assay based on the use of in-situ grown silver nanoparticles on silica-encapsulated carbon dots") (статья Yang W., Zhang G., Ni J. et al. Microchim Acta 187, 137 (2020) https://doi.org/10.1007/s00604-019-4105-21 где С-точки получали следующим образом: 0,5 г цитрата натрия растворяли в 10 мл сверхчистой воды с последующим добавлением 10 мл N-(β-аминоэтил)-γ-аминопропилметилдиметоксисилана, смесь встряхивали до образования однородного раствора. Затем раствор переносили в 50 мл политетрафторэтиленовый автоклав и нагревали при температуре 160°С в течение 6 ч. После охлаждения смеси до комнатной температуры получали прозрачный желтый раствор. Полученные продукты очищали осаждением петролейным эфиром три раза, а затем диализировали в течение 24 ч (пористость 1 кДа) для удаления непрореагировавших реагентов, флуоресцентные углеродные точки диспергировали в этаноле для приготовления исходного раствора (1 г/л). Флуоресцентные кремнеземные SiO2 сферы были получены методом Штебера: при магнитном перемешивании к 50 мл этанола последовательно добавляли 1 мл исходного раствора С-точек, 0,5 мл раствора аммиака и 0,2 мл тетраэтилортосиликата. Примерно через 2 ч раствор мутнел с появлением белого осадка, указывающего на образование композита C-точки@SiO2. Затем 2 мл (3-аминопропил) триэтоксисилана добавляли к С-точам@SiO2, чтобы получить C-точки@SiO2-NH2. Раствор интенсивно перемешивали при 60°С в течение 4 ч. Полученный осадок отделяли от раствора центрифугированием на скорости 10 000 об/мин и трижды промывали отдельно этанолом и водой. Раствор C-точек@SiO2-NH2 (1 г/л) и 100 мкл свежего раствора AgNO3 (0,5 мм) смешивали и выдерживали в течение 30 мин, затем добавляли 100 мкл формальдегида в различных концентрациях и 700 мкл сверхчистой воды, и растворы инкубировали при комнатной температуре еще 30 мин. Спектры флуоресценции регистрировали при возбуждении на длине волны 370 нм. Растворы С-точек@SiO2-NH2 и AgNO3 смешивали в оптимальном соотношении (0,1 г/л C-точек@SiO2-NH2 и 50 мкМ Ag+) и инкубировали в течение 30 мин для получения флуоресцентных анализаторов С-точек@SiO2-NH2-Ag+. Затем квадратный кусочек нано-губки (1 см × 1 см × 1 см) полностью погружали в раствор для поглощения в течение 5 мин. Избыток раствора в кусочке нано-губки выдавливали, а влажный кусочек нано-губки использовали непосредственно для последующего обнаружения. Образцы формальдегидного газа готовили по методу испарения при нагреве. Сто микролитров водного формальдегида в различных концентрациях (0~6,67 мМ) вводили в газовые пробоотборные мешки (1 л), заполненные воздухом. Затем заполненные воздухом пробоотборные мешки осторожно нагревали для получения однородного газа для испытаний (0~20 ppm). Кусочки нано-губки помещали под УФ-лампу (возбуждение 365 нм) и записывали соответствующие спектры люминесценции."Metal-enhanced fluorometric formaldehyde assay based on the use of in-situ grown silver nanoparticles on silica-encapsulated carbon dots" ( article Yang W., Zhang G., Ni J. et al. Microchim Acta 187, 137 (2020) https://doi.org/10.1007/s00604-019-4105-21 where C-points were obtained as follows: 0, 5 g of sodium citrate was dissolved in 10 ml of ultrapure water, followed by the addition of 10 ml of N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, the mixture was shaken until a homogeneous solution was formed.Then the solution was transferred into a 50 ml polytetrafluoroethylene autoclave and heated at 160 ° C for After cooling the mixture to room temperature, a clear yellow solution was obtained.The resulting products were purified by precipitation with petroleum ether three times and then dialyzed for 24 h (porosity 1 kDa) to remove unreacted reagents, fluorescent carbon dots were dispersed in ethanol to prepare a stock solution (1 g / L). Fluorescent silica SiO 2 spheres were obtained by the Steber method: with magnetic stirring, 1 ml of the initial solution of C-points, 0.5 ml of ammonia solution and 0.2 ml of tetraethylorthosilicate were successively added to 50 ml of ethanol. After about 2 hours, the solution turned cloudy with the appearance of a white precipitate indicating the formation of a C-point @ SiO 2 composite. Then 2 ml of (3-aminopropyl) triethoxysilane was added to the C-points @ SiO 2 to obtain the C-points @ SiO 2 -NH 2 . The solution was vigorously stirred at 60 ° C for 4 h. The resulting precipitate was separated from the solution by centrifugation at 10,000 rpm and washed three times separately with ethanol and water. A solution of C-points @ SiO 2 -NH 2 (1 g / L) and 100 μL of fresh AgNO 3 solution (0.5 mm) were mixed and kept for 30 min, then 100 μL of formaldehyde in various concentrations and 700 μL of ultrapure water were added and the solutions were incubated at room temperature for an additional 30 min. Fluorescence spectra were recorded with excitation at a wavelength of 370 nm. Solutions of C-points @ SiO 2 -NH 2 and AgNO 3 were mixed in an optimal ratio (0.1 g / L C-points @ SiO 2 -NH 2 and 50 μM Ag + ) and incubated for 30 min to obtain fluorescent analyzers C -dots @ SiO 2 -NH 2 -Ag + . Then, a square piece of nano-sponge (1 cm × 1 cm × 1 cm) was completely immersed in the absorption solution for 5 minutes. The excess solution in the nano-sponge piece was squeezed out, and the wet nano-sponge piece was used directly for subsequent detection. Samples of formaldehyde gas were prepared using the heating evaporation method. One hundred microliters of aqueous formaldehyde at various concentrations (0 ~ 6.67 mM) were injected into gas sampling bags (1 L) filled with air. The air-filled sampling bags were then gently heated to obtain a homogeneous test gas (0 ~ 20 ppm). Pieces of nano-sponge were placed under a UV lamp (excitation 365 nm) and the corresponding luminescence spectra were recorded.
Прототип имеет следующие недостатки: кроме сложности изготовления, невозможно легко варьировать размер кремнийдиоксидных микросфер, а получаемые микросферы растворяются только в присутствии плавиковой кислоты, что, в свою очередь, совершенно не подходит для аналитического использования в биологических средах.The prototype has the following disadvantages: in addition to the complexity of manufacturing, it is impossible to easily vary the size of silica microspheres, and the resulting microspheres dissolve only in the presence of hydrofluoric acid, which, in turn, is completely unsuitable for analytical use in biological media.
Техническими задачами, на решение которых направлено предполагаемое изобретение, являются упрощение технологии изготовления и уменьшение влияния используемых веществ на окружающую среду, а также возможность вывода полученных индикаторных микрокапсул из системы после использования.The technical problems to be solved by the alleged invention are to simplify the manufacturing technology and reduce the effect of the substances used on the environment, as well as the possibility of withdrawing the obtained indicator microcapsules from the system after use.
Настоящее изобретение предлагает получение микрокапсул на основе карбоната кальция, имеющих в своем составе люминесцентные С-точки, магнитные наночастицы и плазмонные металлические нанокристаллы, способ их получения путем смешивания магнитных наночастиц, С-точек, плазмонных металлических нанокристаллов и полиэлектролитов, тем самым подготавливая микрокапсулу для обнаружения токсичных альдегидов и их производных с высокой чувствительностью и селективностью при минимальном количестве стадий обработки образца; позволяющих управлять микрокапсулой магнитным полем с одновременным детектированием люминесценции и локализованного плазмонного резонанса с возможностью определения концентрации.The present invention proposes the preparation of microcapsules based on calcium carbonate containing luminescent C-dots, magnetic nanoparticles and plasmonic metal nanocrystals, a method for their preparation by mixing magnetic nanoparticles, C-dots, plasmonic metal nanocrystals and polyelectrolytes, thereby preparing the microcapsule for detection toxic aldehydes and their derivatives with high sensitivity and selectivity with a minimum number of sample processing steps; allowing to control the microcapsule by a magnetic field with simultaneous detection of luminescence and localized plasmon resonance with the ability to determine the concentration.
Пример.Example.
Получение индикаторных микрокапсул с использованием магнитных и плазмонных наночастицPreparation of indicator microcapsules using magnetic and plasmonic nanoparticles
Синтез С-точек:Synthesis of C-points:
Люминесцентные углеродные точки (С-точки) представляют собой углеродные точки, дополнительно стабилизированные аминоэтиламинопропилизобутилом полиэдрического олигомерного силсесквиоксана (ПОСС) основного амина, размером 50 нм, получены методом высокотемпературного автоклавируемого сольвотермального синтеза. 5.5 ммоль лимонной кислоты и 5 ммоль прекурсора ПОСС основного амина растворяют в 10 мл о-ксилола в автоклаве с тефлоновым стаканом. Далее автоклав нагревают в течение 5 часов при температуре 200°С. После охлаждения автоклава до комнатной температуры, продукты реакции отфильтровывают и центрифугируют на скорости 5000 об/мин в течение 10 минут с целью разделения продукта реакции от агломератов крупных частицы.Luminescent carbon dots (C-dots) are carbon dots additionally stabilized by aminoethylaminopropylisobutyl of a polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) of the main amine, 50 nm in size, obtained by high-temperature autoclavable solvothermal synthesis. 5.5 mmol of citric acid and 5 mmol of the basic amine POSS precursor are dissolved in 10 ml of o-xylene in an autoclave with a Teflon beaker. Next, the autoclave is heated for 5 hours at a temperature of 200 ° C. After cooling the autoclave to room temperature, the reaction products are filtered off and centrifuged at 5000 rpm for 10 minutes in order to separate the reaction product from agglomerates of large particles.
Синтез сфер карбоната кальция (CaCO3), легированных магнитными наночастицами состава Fe3O4:Synthesis of spheres of calcium carbonate (CaCO 3 ) doped with magnetic nanoparticles of the composition Fe 3 O 4 :
В соотношении 1:1 смешивают водный 0,33 Μ раствор CaCl2 и водный 0,33 Μ раствор Na2CO3 с добавлением 200 мкл водного раствора магнитных наночастиц состава Fe3O4. Через 30 секунд реакции полученные сферы CaCO3 центрифугируются 40 секунд на скорости 2500 об/мин. Образовавшийся осадок промывается два раза дистиллированной водой и осаждается центрифугированием в течение 40 секунд на скорости 2500 об/мин, надосадочная жидкость удаляется.In a 1: 1 ratio, an aqueous 0.33 CaCl 2 solution and an aqueous 0.33 Μ Na 2 CO 3 solution are mixed with the addition of 200 μl of an aqueous solution of magnetic nanoparticles of the composition Fe 3 O 4 . After 30 seconds of reaction, the resulting CaCO 3 spheres are centrifuged for 40 seconds at 2500 rpm. The formed precipitate is washed twice with distilled water and precipitated by centrifugation for 40 seconds at a speed of 2500 rpm, the supernatant liquid is removed.
Получение индикаторных микрокапсул: к осажденным сферам CaCO3, легированным магнитными наночастицами Fe3O4, добавляется 1 мл 0,5 Μ раствора NaCl с концентрацией полиэлектролита ПААГ 6 мг/мл (рН 6,5). Полученная дисперсия встряхивается в течение 10 минут. Затем смесь центрифугируется в течение 30 секунд на скорости 4000 об/мин, надосадочная жидкость с избытком полиэлектролита ПААГ удаляется, осадок промывается два раза дистиллированной водой. Далее к сферам добавляется 1 мл 0,5 Μ раствор NaCl с концентрацией полиэлектролита ПСС 6 мг/мл (рН 6,5). Полученная дисперсия встряхивается в течение 10 минут и центрифугируется в течение 30 секунд на скорости 4000 об/мин, надосадочная жидкость с избытком полиэлектролита ПСС удаляется, осадок промывается два раза дистиллированной водой. Послойное формирование оболочки происходит благодаря чередующимся слоям противоположно заряженных полиэлектролитов. После покрытия слоями полиэлектролитов (ПААГ-ПСС) к сферам добавляется 200 мкл водного раствора углеродных точек в ПОСС, прикрепляющиеся к внешнему отрицательно заряженному слою полиэлектролита ПСС за счет электростатического взаимодействия. Раствор встряхивается в течение 10 минут и далее центрифугируется 30 секунд на скорости 4000 об/мин с целью удаления непрореагировавших С-точек вместе с надосадочной жидкостью. К полученному составу добавляется 1 мл 0,5 Μ раствор NaCl с концентрацией полиэлектролита ПААГ 6 мг/мл (рН 6,5). Полученная дисперсия встряхивается в течение 10 минут. Избыток полиэлектролита удаляется с помощью двух стадий отмывки: центрифугирование 30 секунд на скорости 4000 об/мин и добавление 1 мл дистиллированной воды, удаление надосадочной жидкости. Последней стадией получения индикаторных микрокапсул является добавление 200 мкл коллоидного раствора плазмонных металлических нанокристаллов, присоединяющихся к полиэлектролиту за счет электростатического взаимодействия. Полученная дисперсия встряхивается в течение 10 минут. Непрореагировавшие плазмонные металлические нанокристаллы удаляются с помощью центрифугирования в течение 30 секунд на скорости 4000 об/мин с последующим удалением надосадочной жидкости.Obtaining indicator microcapsules: 1 ml of a 0.5 Μ NaCl solution with a PAGE polyelectrolyte concentration of 6 mg / ml (pH 6.5) is added to the deposited CaCO 3 spheres doped with magnetic Fe 3 O 4 nanoparticles. The resulting dispersion is shaken for 10 minutes. Then the mixture is centrifuged for 30 seconds at 4000 rpm, the supernatant with an excess of PAGE polyelectrolyte is removed, the precipitate is washed twice with distilled water. Next, 1 ml of 0.5 Μ NaCl solution with a PSS polyelectrolyte concentration of 6 mg / ml (pH 6.5) is added to the spheres. The resulting dispersion is shaken for 10 minutes and centrifuged for 30 seconds at 4000 rpm, the supernatant with an excess of PSS polyelectrolyte is removed, the precipitate is washed twice with distilled water. Layer-by-layer formation of the shell occurs due to alternating layers of oppositely charged polyelectrolytes. After coating with layers of polyelectrolytes (PAGE-PSS), 200 μL of an aqueous solution of carbon dots in PSS are added to the spheres, which are attached to the outer negatively charged layer of PSS polyelectrolyte due to electrostatic interaction. The solution is shaken for 10 minutes and then centrifuged for 30 seconds at 4000 rpm to remove unreacted C-points along with the supernatant. To the resulting composition is added 1 ml of a 0.5 Μ NaCl solution with a PAAG polyelectrolyte concentration of 6 mg / ml (pH 6.5). The resulting dispersion is shaken for 10 minutes. Excess polyelectrolyte is removed by two stages of washing: centrifugation for 30 seconds at 4000 rpm and addition of 1 ml of distilled water, removal of the supernatant. The last stage in the preparation of indicator microcapsules is the addition of 200 μl of a colloidal solution of plasmonic metal nanocrystals, which attach to the polyelectrolyte due to electrostatic interaction. The resulting dispersion is shaken for 10 minutes. Unreacted plasmonic metal nanocrystals are removed by centrifugation for 30 seconds at 4000 rpm, followed by removal of the supernatant.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020143400A RU2758098C1 (en) | 2020-12-25 | 2020-12-25 | Method for manufacturing indicator microcapsules using magnetic and plasmon nanoparticles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020143400A RU2758098C1 (en) | 2020-12-25 | 2020-12-25 | Method for manufacturing indicator microcapsules using magnetic and plasmon nanoparticles |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2758098C1 true RU2758098C1 (en) | 2021-10-26 |
Family
ID=78289540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020143400A RU2758098C1 (en) | 2020-12-25 | 2020-12-25 | Method for manufacturing indicator microcapsules using magnetic and plasmon nanoparticles |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2758098C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113559828A (en) * | 2021-07-30 | 2021-10-29 | 中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所 | Polyacrylic acid magnetic nano composite material, preparation method and application |
RU2780404C1 (en) * | 2021-12-29 | 2022-09-22 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)" | Method for formation of plasmon nanostructures on the surfaces of objects for non-destructive analysis of small concentrations of chemical compounds by raman spectroscopy |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2635140C2 (en) * | 2016-04-07 | 2017-11-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный университет" | Method for preparing microcapsules |
-
2020
- 2020-12-25 RU RU2020143400A patent/RU2758098C1/en active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2635140C2 (en) * | 2016-04-07 | 2017-11-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный университет" | Method for preparing microcapsules |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
GAO H. et al. In Situ Synthesis of Fluorescent Carbon Dots/ Polyelectrolyte Nanocomposite Microcapsules with Reduced Permeability and Ultrasound Sensitivity / ACS Nano, 2016, 10, pages 9608−9615;. * |
SAMADISHADLOU M. et al. Magnetic carbon nanotubes: preparation, physical properties, and applications in biomedicine / ARTIFICIAL CELLS, NANOMEDICINE, AND BIOTECHNOLOGY, 2018, vol. 46, N 7, pages 1314-1330. * |
ZHOLOBAK N.M. et al. Facile fabrication of luminescent organic dots by thermolysis of citric acid in urea melt, and their use for cell staining and polyelectrolyte microcapsule labelling / Beilstein J. Nanotechnol., 2016, 7, pages 1905-1917. * |
МУРАВИЦКАЯ А.О. УПОРЯДОЧЕННЫЕ И НЕУПОРЯДОЧЕННЫЕ МЕТАЛЛО-ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НАНОСТРУКТУРЫ ДЛЯ УСИЛЕНИЯ КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ СВЕТА И ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ / Авто диссерт. на соиск. уч. степ. к.ф.-м.н., Минск, 2019. * |
МУРАВИЦКАЯ А.О. УПОРЯДОЧЕННЫЕ И НЕУПОРЯДОЧЕННЫЕ МЕТАЛЛО-ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НАНОСТРУКТУРЫ ДЛЯ УСИЛЕНИЯ КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ СВЕТА И ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ / Автореферат диссерт. на соиск. уч. степ. к.ф.-м.н., Минск, 2019. GAO H. et al. In Situ Synthesis of Fluorescent Carbon Dots/ Polyelectrolyte Nanocomposite Microcapsules with Reduced Permeability and Ultrasound Sensitivity / ACS Nano, 2016, 10, pages 9608−9615;. ZHOLOBAK N.M. et al. Facile fabrication of luminescent organic dots by thermolysis of citric acid in urea melt, and their use for cell staining and polyelectrolyte microcapsule labelling / Beilstein J. Nanotechnol., 2016, 7, pages 1905-1917. SAMADISHADLOU M. et al. Magnetic carbon nanotubes: preparation, physical properties, and applications in biomedicine / ARTIFICIAL CELLS, NANOMEDICINE, AND BIOTECHNOLOGY, 2018, vol. 46, N 7, pages 1314-1330. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113559828A (en) * | 2021-07-30 | 2021-10-29 | 中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所 | Polyacrylic acid magnetic nano composite material, preparation method and application |
RU2780404C1 (en) * | 2021-12-29 | 2022-09-22 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)" | Method for formation of plasmon nanostructures on the surfaces of objects for non-destructive analysis of small concentrations of chemical compounds by raman spectroscopy |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Singh et al. | Recent advances in the application of noble metal nanoparticles in colorimetric sensors for lead ions | |
KR100845008B1 (en) | Silica Capsules Having Nano-Holes or Nano-Pores on Their Surfaces and Method for Preparing the Same | |
Asadi et al. | Green synthesis of fluorescent PEG-ZnS QDs encapsulated into Co-MOFs as an effective sensor for ultrasensitive detection of copper ions in tap water | |
de Dios et al. | Multifunctional nanoparticles: analytical prospects | |
Devi et al. | Eggshell membrane: a natural biotemplate to synthesize fluorescent gold nanoparticles | |
Zhang et al. | Tuning the emission properties of Ru (phen) 32+ doped silica nanoparticles by changing the addition time of the dye during the stöber process | |
Yang et al. | A novel peptide/Fe3O4@ SiO2-Au nanocomposite-based fluorescence biosensor for the highly selective and sensitive detection of prostate-specific antigen | |
Casteleiro et al. | Encapsulation of gold nanoclusters: stabilization and more | |
Runowski et al. | Core/shell-type nanorods of Tb 3+-doped LaPO 4, modified with amine groups, revealing reduced cytotoxicity | |
CN1523076A (en) | Magnetic fluorescent double functional microballoon with core-shell structure and preparation method thereof | |
García-Calzón et al. | Synthesis and analytical potential of silica nanotubes | |
CN108504347B (en) | Enhanced dual-emission fluorescent composite material and preparation method and application thereof | |
RU2758098C1 (en) | Method for manufacturing indicator microcapsules using magnetic and plasmon nanoparticles | |
Xie et al. | High quantum-yield carbon dots embedded metal-organic frameworks for selective and sensitive detection of dopamine | |
Zhang et al. | A molecularly imprinted fluorescence sensor for sensitive detection of tetracycline using nitrogen-doped carbon dots-embedded zinc-based metal-organic frameworks as signal-amplifying tags | |
Pirot et al. | Designing of robust and sensitive assay via encapsulation of highly emissive and stable blue copper nanocluster into zeolitic imidazole framework (ZIF-8) with quantitative detection of tetracycline | |
Liu et al. | Microfluidic generation of uniform quantum dot-encoded microbeads by gelation of alginate | |
Wu et al. | Colloidal clusters of icosahedrons and face-centred cubes | |
Peng et al. | Ratiometric fluorescent sensor based on metal–organic framework for selective and sensitive detection of CO32– | |
Kuang et al. | Immuno-driven plasmonic oligomer sensor for the ultrasensitive detection of antibiotics | |
US8883038B2 (en) | Syntheses of ultra-bright fluorescent silica particles | |
CN112557667B (en) | C-reactive protein high-sensitivity immunoassay method based on double-color quantum dot ratio fluorescent probe | |
Jena et al. | Bioanalytical applications of Au nanoparticles | |
Singh et al. | Organic–inorganic nanohybrids and their applications in silver extraction, chromogenic Cu 2+ detection in biological systems, and hemolytic assay | |
de Souza et al. | Clean photoinduced generation of free reactive oxygen species by silica films embedded with CdTe–MTA quantum dots |