Fluorescencyjne mikrocząstki i nanokulki

Mikrocząsteczki znalazły szerokie zastosowanie w medycynie, biochemii, chemii koloidów i badaniach aerozoli. Zastosowania obejmują chromatograficzne media separacyjne, nośniki dla immobilizowanych enzymów i przekładki w wyświetlaczach ciekłokrystalicznych. Fluorescencyjnie znakowane mikrocząstki są użyteczne jako wzorce w cytometrii przepływowej, konfokalnej laserowej mikroskopii skaningowej oraz w instrumentach rozpraszających światło. Zostały one również wykorzystane w naukach o środowisku jako znaczniki w pomiarach przepływu gazów i cieczy, takich jak laserowa anemometria dopplerowska (LDA), analiza dynamiki cząstek (PDA) i akcelerometria obrazu cząstek (PIV).

Mikrosfery z żywicy melaminowej

Oferujemy nową generację monodyspersyjnych mikrosfer polimerowych (Rysunek 1) na bazie żywicy melaminowej (MF). Mikrosfery z żywicy melaminowej są wytwarzane przez katalizowaną kwasem hydrotermalną polikondensację melaminy metylolowej w zakresie temperatur 70-100 °C bez użycia środków powierzchniowo czynnych. Dostosowując wartość pH, stężenie melaminy metyloolowej i temperaturę reakcji, w syntezie jednomisowej można wytwarzać monodyspersyjne cząstki o przewidywalnym rozmiarze od 0,5 do 15 mm. Dzięki doskonałym właściwościom fizycznym i chemicznym, cząstki żywicy melaminowej oferują wiele zalet w porównaniu z innymi konwencjonalnymi cząstkami polimerowymi.

Rysunek 1. Fluorescencyjny obraz mikroskopowy 10 mm cząstek żywicy melaminowej znakowanych 7-amino-4-metylokumaryną (reprodukowany za zgodą Microparticles GmbH).

Właściwości fizyczne i chemiczne cząstek żywicy melaminowej

• Gęstość: 1,51 g/cm³
• Współczynnik załamania światła: 1,68
• Doskonała monodyspersyjność (C.V. <3%) i wysoce jednolity sferyczny kształt
• Hydrofilowa powierzchnia
• Wysoka gęstość sieciowania
• Wysoka termostabilność do 300 °C
• Najwyższa wytrzymałość mechaniczna<
• Stabilny i nierozpuszczalny w kwasach i zasadach
• Niezwykle wysoka stabilność w rozpuszczalnikach organicznych, brak pęcznienia lub kurczenia się w kontakcie z rozpuszczalnikami organicznymi
• Wyjątkowa długoterminowa stabilność w dyspersjach; nie są wymagane żadne dodatki ani stabilizatory
• Zawiesiny wodne są stabilne w powtarzających się cyklach zamrażania i rozmrażania
• Cząsteczki mogą być suszone bezpośrednio z ich wodnych dyspersji
• Swobodnie płynące proszki wysuszonych cząstek mogą być ponownie zdyspergowane w dowolnym środku dyspergującym bez aglomeracji

Niemodyfikowane cząstki MF mają hydrofilową, naładowaną powierzchnię ze względu na wysoką gęstość polarnych grup triazynowych-aminowych i -iminowych. Powierzchniowe grupy funkcyjne (grupy metylolowe, grupy aminowe itp.) umożliwiają kowalencyjne przyłączanie innych ligandów. W przypadku specjalnych zastosowań cząsteczki MF można modyfikować poprzez włączenie innych funkcji, takich jak grupy karboksylowe. Zwiększa to możliwość derywatyzacji powierzchni, takiej jak znakowanie chromoforami lub fluoroforami. Mikrosfery z żywicy melaminowej są dostępne jako białe cząstki lub z wewnętrznie wbudowanymi etykietami fluorescencyjnymi. Oba typy cząstek są dostępne z powierzchniami niemodyfikowanymi lub karboksylowanymi.

Mikrosfery melaminowe znakowane fluorescencyjnie i modyfikowane karboksylanami

Mikrosfery fluorescencyjne z żywicy melaminowej mogą być przygotowywane z różnymi rozmiarami, rodzajami fluorochromów i powierzchniowymi grupami funkcyjnymi. Typowe barwniki stosowane w cząstkach fluorescencyjnych MF to:

• FITC, zielona fluorescencja (λ_Ex = 506 nm, λ_Em = 529 nm)
• Rhodamina B, pomarańczowa fluorescencja (λ_Ex = 560 nm, λ_Em = 584 nm)
• Błękit nilowy A, fluorescencja czerwona (λ_Ex = 636 nm, λ_Em = 686 nm).

Wyjątkowymi cechami fluorescencyjnych cząstek MF (Rysunek 2) są ich wąski rozkład wielkości oraz intensywny kolor i fluorescencja. Jednorodnie zabarwione cząstki nie wypłukują wewnętrznie wbudowanych fluorochromów i wykazują wysoką stabilność w rozpuszczalnikach organicznych, porównywalną z białymi cząstkami MF. Fluorescencyjne kulki MF są również dostępne z powierzchniami modyfikowanymi karboksylanami zawierającymi dużą gęstość grup funkcyjnych (0,1 mmola na gram żywicy).

Rysunek 2. Obraz mikroskopii fluorescencyjnej cząstek MF znakowanych FITC (pokazanych jako zielone) i cząstek MF znakowanych rodaminą B (pokazanych jako czerwone).

Nanokulki fluorescencyjne (nanocząstki)

Zrozumienie systemów nanoskalowych szybko się rozwinęło w ciągu ostatnich kilku lat, a te ekscytujące osiągnięcia naukowe przekładają się na nową generację zaawansowanych technologicznie produktów i procesów. Nanotechnologia może mieć wpływ na szeroki zakres zastosowań, od chemikaliów po elektronikę, czujniki i zaawansowane materiały. Jednym z głównych aspektów nanotechnologii jest rozwój fluorescencyjnych nanocząstek, które mogą mieć zastosowanie w optycznym przechowywaniu danych oraz w obszarach biochemii, bioanalityki i medycyny. Obecne metody obrazowania fluorescencyjnego opierają się głównie na markerach barwnikowych, które mają ograniczoną fotostabilność i emisję światła na cząsteczkę. Nanocząsteczki przezwyciężają te ograniczenia, oferując bardziej intensywne i stabilne sygnały fluorescencyjne. Nanocząstki znakowane fluorescencyjnie były z powodzeniem stosowane w różnych testach immunologicznych. Niektórych czynników ograniczających w testach aglutynacji lateksowej można uniknąć, stosując bardzo małe cząstki, które zmniejszają absorbancję tła i zapewniają lepszą stabilność koloidalną.

Materiały bazowe

Nanokulki fluorescencyjne (nanocząstki) można przygotować z różnych polimerów, z których każdy zapewnia pewne zalety.

Nanocząstki poliakrylonitrylowe (PAN) idealnie nadają się do zastosowań FRET. Po wyznakowaniu są one wysoce fluorescencyjne i niezwykle małe (o średnicy mniejszej niż 30 nm). PAN ma niskie stężenie substancji zakłócających, a nanocząstki są dostępne z powierzchniami karboksylowanymi lub modyfikowanymi streptawidyną. Wszystkie cząstki są dostarczane w postaci 0,5% (w/w) zbuforowanej zawiesiny wodnej (10 mM MES, pH 7).

PD to nowy polimer oferujący właściwości podobne do polistyrenu, ale o znacznie niższej przepuszczalności tlenu, co skutkuje wyższą fotostabilnością dla większości barwników. Wielkość cząstek wynosi ~40 nm, a ich powierzchnia może być karboksylowana lub modyfikowana w inny sposób. Wszystkie cząstki są dostarczane w 0,5% (w/w) zbuforowanej zawiesinie wodnej (10 mM MES, pH 7).

Cząstki niestandardowe

Dostępne są również niestandardowe mikrocząstki i nanokulki z określonymi modyfikacjami, takimi jak streptawidyna. Zapytaj w lokalnym biurze lub u przedstawiciela handlowego o niestandardowe mikrocząsteczki i nanokulki.