研究目的
开发一种快速高效的纳米材料表面功能化方法,通过微流控系统中的烯酰胺-硫醇共价偶联化学实现生物成像应用。
研究成果
该研究成功展示了一种基于表面声波微流控系统、利用烯酰胺-硫醇化学实现二氧化硅纳米颗粒表面功能化的绿色高效方法。标记后的纳米颗粒表现出良好的生物相容性及生物成像应用潜力,且偶联过程具有可控调节性。该策略提升了纳米材料功能化在均匀性、效率及环境友好性方面的表现。
研究不足
该方法可能因高电压下产生气泡而受到限制,气泡会导致湍流和不规则混合。此方法专用于烯酰胺-硫醇化学反应,若用于其他偶联策略可能需要调整??衫┱剐约坝肫渌⒘骺叵低车募煽赡苁怯写呕姆矫?。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用表面声波(SAW)器件实现混沌流体混合的纳米力学微流控方法,促进烯酰胺功能化衍生物与巯基修饰二氧化硅纳米颗粒的共价偶联。该方法利用声流效应实现快速混合,并通过施加电压进行可调控制。
2:样本选择与数据来源:
使用合成的巯基修饰二氧化硅纳米颗粒(SiNP-SH)和烯酰胺功能化荧光染料(化合物2和3)。样品表征技术包括核磁共振(NMR)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、随机光学重建显微镜(STORM)、紫外-可见光谱(UV-Vis)及荧光显微镜。
3:实验设备与材料清单:
铌酸锂基底叉指电极(IDT)SAW器件、聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流控通道、函数发生器(Tektronix AFG3252)、功率放大器(LZY-22+,Minicircuits)、网络分析仪(E5061B ENA系列)、离心机、显微镜(反射显微镜、共聚焦显微镜)、CMOS相机,以及合成用化学品(如正硅酸四乙酯、MPTMS)。
4:2)、功率放大器(LZY-22+,Minicircuits)、网络分析仪(E5061B ENA系列)、离心机、显微镜(反射显微镜、共聚焦显微镜)、CMOS相机,以及合成用化学品(如正硅酸四乙酯、MPTMS)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:以2 μL/min流速将SiNP-SH和烯酰胺染料引入微流控通道,通过特定电压激活SAW诱导混合。通过荧光成像监测过程,收集标记纳米颗粒并进行离心和表征。使用MCF-7和SHSY-5Y细胞培养物,通过MTT实验和流式细胞术评估生物相容性与生物成像性能。
5:数据分析方法:
采用MATLAB对荧光强度图像进行混合效率量化分析,通过紫外-可见光谱和发射光谱分析光物理特性。统计分析包含细胞毒性评估及流式细胞术数据。
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获取完整内容-
Function Generator
AFG3252
Tektronix
Generates the required frequency for SAW excitation in the microfluidic device.
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Network Analyzer
E5061B ENA Series
Agilent
Measures the reflection spectra (S11) of the SAW device to determine center frequency.
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Power Amplifier
LZY-22+
Minicircuits
Amplifies the signal from the function generator to drive the SAW device.
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CMOS Camera
Captures fluorescence images during the mixing process for analysis.
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