Surface de polyéthylèneimine ramifiée (BPEI)

La polyéthylèneimine ramifiée (BPEI) est un polymère avec des unités répétitives composées de groupes éthylène diamine. Les BPEI contiennent des groupes aminés primaires, secondaires et tertiaires. Les amines primaires du BPEI sont utilisées pour lier de manière covalente le BPEI à des nanoparticules fonctionnalisées par un carboxyle afin de générer une surface BPEI robuste et hautement chargée positivement.

Avantages

  • Surface fortement chargée positivement (cationique)

Source représentative : Polyéthylèneimine, ramifiée, 25 kDa (Sigma Aldrich, 408727)

Points forts de la propriété

  • Point isoélectrique : ~11
  • Déplaçable : Non déplaçable – fortement lié à la surface des particules
  • Chargé positivement
  • Bonne stabilité au sel : stable dans les solutions hautement salines
  • Toxicité : BPEI a une toxicité in vitro plus élevée que la plupart des autres surfaces proposées chez nanoComposix.
  • Compatibilité des solvants : Eau, éthanol, chloroforme, de nombreux autres solvants polaires
  • Applications

    • Stable en combinaison avec d'autres particules chargées positivement
    • Construction couche par couche de surfaces de nanoparticules
    • Liaison à des substrats chargés négativement ou à des particules plus grosses
    • Ingénierie des couleurs

    Charge de surface

    Voir ci-dessus pour un pH de potentiel zêta représentatif, ou Jedonceélectrique Courbe de point (IEP) pour les nanoparticules d'or coiffées par BPEI de 20, 40 et 80 nm. Ces données ont été générées par titrage manuel utilisant HCl et NaOH et mesure ultérieure du potentiel zêta. Bien qu’il existe une certaine différence d’ampleur entre les tailles, le comportement général est cohérent.

    Les nanoparticules coiffées par BPEI ont des IEP très élevés, ce qui signifie qu'elles restent chargées positivement, sauf dans les plages de pH les plus basiques. L'ampleur de la charge positive augmente régulièrement à mesure que le pH devient plus acide jusqu'à pH 6-7, moment où il commence à diminuer, probablement en raison de la suppression électrique de la double couche due à un contenu ionique élevé.

    • Nous avons démontré que pour les particules BPEI d’or et d’argent de 40 nm et coiffées de citrate, les courbes IEP sont très similaires. Cela devrait permettre de disposer d’une base raisonnable pour comparer le potentiel zêta des nanoparticules d’argent avec les données ci-dessus basées sur les nanoparticules d’or.
    • Pour plus d'informations sur le potentiel zêta et la théorie IEP, cliquez ici .

    Stabilité du sel

    En présence d'une concentration de sel suffisamment élevée, la charge superficielle des particules en solution peut être protégée par les ions dissous, conduisant à une stabilité colloïdale réduite. Les ions en solution empêchent les charges similaires de se repousser aussi facilement. Pour chaque type de particule, la concentration en sel à laquelle se produit cette déstabilisation peut être différente.

    La figure ci-dessus fournit le spectre UV-visible des nanoparticules d'or de 40 nm coiffées par BPEI dans différentes concentrations de solution de chlorure de sodium (NaCl). Les échantillons ont été préparés en ajoutant du NaCl à des dispersions séparées de nanoparticules aux concentrations indiquées et en laissant la solution résultante incuber pendant 10 minutes avant la mesure UV-Vis.

    Si les nanoparticules sont stables à la concentration en sel donnée, nous nous attendons à ce que le spectre reste le même que celui de la solution de particules pures sans sel, c'est-à-dire une absorption par résonance plasmonique d'or à 520 nm. Si les particules ont commencé à s'agréger, nous nous attendons à ce que cela se reflète dans le spectre avec une diminution du pic du plasmon de surface à 520 nm et une augmentation aux longueurs d'onde plus longues auxquelles les agrégats absorbent (700 à 1 100 nm).

    Bien qu’une certaine diminution de la densité optique soit observée à des concentrations plus faibles de NaCl, une déstabilisation significative des particules n’est observée que lorsque la teneur en sel augmente au-dessus de 600 mM. À cette concentration, une diminution spectaculaire de l'absorbance à 520 nm est observée et un large pic secondaire à des longueurs d'onde plus élevées apparaît en raison de la présence d'agrégats.

    On peut généralement s’attendre à ce que les nanoparticules d’argent (d’une surface donnée) aient une stabilité saline inférieure à celle de leurs homologues en or.

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