This work was supported by a Grant-in-Aid for Scientific Research No. 22750122 (S.H.), No. 26288099 (T.Y.), and No. 23350050 (Y.T.) of the Japan Society for the Promotion of Science. S.H. is grateful for The Kurata Memorial Hitachi Science and Technology Foundation. The research reported in this publication was supported by the King Abdullah University of Science and Technology (S.H.).

Tek fonksiyonlu ve iki fonksiyonlu Poli 1. N- (THF) <ol><li> Tek fonksiyonlu poli (THF) <ol><li> Alev 2 boyunlu 100 ml&#39;lik yuvarlak tabanlı bir şişeye kuru. Vakum ve nitrojen (3 kür) ile şişeyi doldurun. </li><li> şişeye damıtılmış tetrahidrofuran (THF) (50 mi) eklenir. 20 ° C&#39;de bir su banyosu içinde balon koyun ve sıcaklık dengelenmesi. </li><li> Bir şırınga ile bir şişeye metil triflat (0.5 mmol) ekleyin. 20 ° C&#39;de 5-10 dakika süreyle karıştırın. </li><li> Bir şırınga ile bir şişeye N-fenil pirolidin (4-6 eşi.) Eklenir. 30-60 dakika boyunca karıştırın. </li><li> Tamamen düşük basınçta (yaklaşık 100 Torr) altında çözücüyü çıkarın. aseton 3-5 ml artığı içinde çözündürülür. N-heksan 300-500 ml aseton solüsyonu ekleyin. çökelti filtre edin ve indirgenmiş basınç altında kurutulur. </li></ol></li><li> Çift işlevli poli (THF) <ol><li> Alev 2 boyunlu 100 ml&#39;lik yuvarlak tabanlı bir şişeye kuru. Vacuum ve azot (3 kez) ile şişesi doldurun. </li><li> şişeye damıtılmış THF (50 mi) eklenir. 20 ° C&#39;de bir su banyosu içinde balon koyun ve sıcaklık dengelenmesi. </li><li> Bir şırınga ile şişeye triflik anhidrit (0.3 mmol) ekleyin. 20 ° C&#39;de 5-10 dakika süreyle karıştırın. </li><li> Bir şırınga ile bir şişeye N-fenil pirolidin (4-6 eşi.) Eklenir. 30-60 dakika boyunca karıştırın. </li><li> Tamamen düşük basınçta (yaklaşık 100 Torr) altında çözücüyü çıkarın. aseton 3-5 ml artığı içinde çözündürülür. N-heksan 300-500 ml aseton solüsyonu ekleyin. çökelti filtre edin ve indirgenmiş basınç altında kurutulur. </li></ol></li></ol> 2. Perylene Sentezi etitkarbodiimit-dahil 4 kollu yıldız ve 8 şeklinde disiklik Poli (THF) <ol><li> Silahlı yıldız poli (THF) <ol><li> İyon değişimi <ol><li> Suda perilen diimid tetrakarboksilat, sodyum tuzu (10 mg / ml, 150 mi) içinde çözülür. eritmekAseton tek fonksiyonlu poli (THF) (160 mg / ml, 4 mi) eklenmiştir. kuvvetli bir şekilde karıştırıldı, sulu çözelti içine aseton çözeltisi damla damla ekleyin. süzme ile oluşan çökeltiyi toplamak. </li><li> kazanılan çökelti (2.1.1.1) dört kez yukarıdaki işlemi tekrarlayın. </li></ol></li><li> kovalent tespit <ol><li> toluen içinde elde edilen çökelti (5 mg / ml) içinde çözülür. 4 saat çözelti, geri akış. </li><li> Tamamen düşük basınçta (yaklaşık 100 Torr) altında çözücüyü çıkarın. N-heksan / aseton (2/1 hacim / hacim), bir silika jel tıpası içinden tortu filtre. Ürünü çöktürmek için buz gibi soğuk su (300-500 ml) içine çözeltisi ekleyin. Çökeltinin süzülerek toplanır. </li></ol></li></ol></li><li> Disiklik 8-şeklinde bir poli (THF) <ol><li> İyon değişimi <ol><li> Suda perilen diimid tetrakarboksilat, sodyum tuzu (6 mg / ml, 50 mi) içinde çözülür. (0.5 g çift fonksiyonlu poli (THF) içinde çözülür) Aseton 30-50 ml. 0 ° C&#39;de kuvvetli bir şekilde karıştırıldı, sulu çözelti içine aseton çözeltisi damla damla ekleyin. süzme ile oluşan çökeltiyi toplamak. </li><li> kazanılan çökelti (2.2.1.1) ile yukarıdaki işlemi tekrarlayın. </li></ol></li><li> kovalent tespit <ol><li> toluen içinde elde edilen çökelti (0,05 g / L) içinde çözülür. 4 saat çözelti, geri akış. </li><li> Tamamen düşük basınçta (yaklaşık 100 Torr) altında çözücüyü çıkarın. Kısmen tortu çözünmesi için toluen ekleyin. Yeniden çökeltilmesi n-heksan 300-500 ml. </li><li> N-heksan / aseton (2/1 hacim / hacim), bir silika jel tamponundan oluşan çökelti filtre. Yeniden çökeltilmesi su 300-500 ml. </li><li> Bir polistiren jel kullanılarak kolon kromatografisiyle 18 ile oluşturulan çökelti saflaştınlır. Bundan başka REM CHCI3 bir eluent ile 19 preparatif jel geçirgenlik kromatografisi (GPC) ile ham ürünün arıtılmasırefraktif indeks (RI) ve UV dedektörler izleyerek ove yan. </li></ol></li></ol></li></ol> 3. Tek-molekül Floresans Görüntüleme Deneyi <ol><li> örnek hazırlama <ol><li> Mikroskop kapak fişleri temizliği <ol><li> Yeri No 1.5 24 x 24 mm mikroskop kapağı boyama kavanoza kayıyor. </li><li> 15 dakika boyunca kavanoz ve sonikasyon olarak 1 M potasyum hidrit çözeltisi (100 mi) eklenir. durultma yoluyla potasyum hidroksit çözeltisi dökün ve birkaç kez ultra saf su ile kapak slipi üzerinde çalkalayın. 15 dakika boyunca kavanoz ve sonikasyon içine spektroskopik dereceli etanol (100 mi) eklenir. </li><li> durultma yoluyla etanol dökün ve birkaç kez ultra saf su ile kapak fişleri durulayın. durultma yoluyla ultra saf su kapalı döküldükten sonra, adımı 3.1.1.2 tekrarlayın. </li><li> 15 dakika boyunca kavanoz ve sonikasyon ultra saf su ekleyin. birkaç kez ultra saf su ile kapak fişleri durulayın. Bir plastik cımbız ile kavanoz kapağı fişleri çıkarın ve kuru hava veya kuru nitrojen ya onları kurutun. </li></ol></li><li> Polimer eriyiği örnekleri 14,15 hazırlanması <ol><li> bir cam şişe içinde etiketli olmayan lineer poli (THF) 100 ul ilave edin ve bir saç kurutma makinesi kullanılarak erime noktasından (yaklaşık 25 ° C) üzerindeki bir sıcaklığa kadar ısıtılır. </li><li> Florofor dahil polimer (lineer, 4 kollu bir yıldız, siklik ya da 8-şeklinde bir disiklik 2.1 ve 2.2 sentezlenir), kloroform (1 mi, 10 -6 M) içinde çözülür. etiketli olmayan lineer poli (THF) eriyiğin 100 ul çözelti 1 ul ekle. </li><li> İyice bir pipet ucu ile karıştırılarak sonra, kurutucu kullanılarak örnek ısıtılmasıyla kloroform buharlaşır. NOT: Bu florofor dahil polimerlerin 10 8 M ihtiva eden etiketli olmayan lineer poli (THF) içindeki bir eriyiği içerir. </li><li> örnek 10 ul mikro-pipet ve D&#39;nin kullanımı almakbir temizlenmiş kapak kayma üzerinde ROP. numune üzerinde başka temizlenmiş kapak kayma koyun ve iki kapak fişleri arasında örnek sandviç. </li><li> nazikçe plastik cımbız kullanarak örnek basınız. </li></ol></li></ol></li><li> Geniş alan floresan görüntüleme kurulumu 15 <ol><li> Ters mikroskop arka portuna bir uyarım lazer (488 nm) tanıtımı <ol><li> ışın yoluna bir uyarım bant geçiren filtre ve polarize takın. </li><li> Bir ışın genişletici tarafından çapı yaklaşık 1 cm ışını genişletin. </li><li> ışın yoluna çeyrek dalga plakası yerleştirin. polarizörün olduğu ile ilgili olarak 45 derece dalga plakası optik eksenine ayarlayın. Alternatif olarak, bir Berek kompansatör eklemek için / 4 l optik gecikmeyi ayarlamak. </li><li> kiriş boyutunu ayarlamak için uyarma ışın yolunda bir diyafram takın. </li><li> ters optik mikroskobik arka portuna lazer ışını tanıtan öncePE, bir odaklama lensi yerleştirin (Plan dışbükey lens, odak uzaklığı ≈ 300 mm) objektif lens üzerinden bir lazer ışını kolime olan bir pozisyonda. </li></ol></li><li> Bir filtre küpü üzerine monte edilmiş bir dikroik ayna kullanılarak lazer ışını yansıtılarak ve sonra yüksek bir sayısal açıklık (NA) objektif lens numuneye lazer ışını tanıtmak (örneğin NA 1.3, 100X büyütme, yağ daldırma). </li><li> objektife objektif bir ısıtıcı takın ve 30 ° C sıcaklığını ayarlamak. </li><li> Ters mikroskop aşamasında numune montaj <ol><li> objektif lens üzerinde immersiyon bir damla damla ve mikroskop durumuna örnek monte edin. </li><li> yaklaşık 10 um örnek kalınlığı numunenin alt ve üst yüzeyi eksenel pozisyonunu kontrol edilmesiyle elde olduğundan emin olun. </li><li> numunenin alt yüzeyi üzerinde bir kaç mikrometre mikroskop odağı ayarlayın. </li></ol></li&gt; <li> Objektif mercek altında dairesel polarize uyarma ışık elde <ol><li> objektif lens dışarı paralelleştirilmiş lazer ışınına bir polarize yerleştirin. </li><li> polarize sonra bir güç ölçer takarak polarize iletilen lazer yoğunluğunu kaydedin. polarize çevirerek farklı polarizasyon açılarında iletilen lazer gücünü kaydedin. </li><li> iletilen lazer gücü tüm polarizasyon açılarında sabit değilse, biraz uyarma ışın yoluna yerleştirilen çeyrek dalga plakası veya Berek kompansatör döndürün. </li><li> sabit iletilen lazer gücü kadar adımı yineleyin 3.2.5.2 ve 3.2.5.3 tüm polarizasyon açılarında elde edilir. dairesel polarize ışık numunesi elde emin olun. </li></ol></li><li> Kurulum EM (elektron çoğaltan) cihazı birleştiğinde -Ödeme (CCD) kamera <ol><li> mikroskop yan port EM-CCD kamera takın ve t bağlayıngörüntü elde etme yazılımı o. </li><li> Gerekirse, cihazlara EM-CCD kamera tarafından oluşturulan transistör-transistör mantığı (TTL) sinyalleri göndererek bir mekanik obtüratör veya uyarma ışın yolu takılı acousto-optik ayarlanabilir filtre kamera poz senkronize. Alternatif olarak, lazer EM-CCD kamera tarafından oluşturulan TTL sinyaller göndererek lazer çıkışına kamera poz senkronize. NOT:, çıkış gücü giriş transistörü-Transistör modüle edilebilir katı-hal lazer (TTL) sinyalleri deney için kullanılan yalnızca sonuncu seçenek, uygulanabilir. </li><li> Tek fluorofor yüksek kalitede floresan görüntü elde etmek için kamerayı kontrol yazılımı kullanarak CCD kamera bir EM kazanç (genellikle yaklaşık 300) uygulayın. </li><li> Faiz (ROI) bir bölge kamerayı kontrol yazılımı kullanarak (görüş alanının merkezinde tipik 128 x 128 piksel) olarak ayarlayın. NOT: Bu IMAGI sağlareriyik numunedeki fluorofor dahil polimer zincirleri hareketini görüntülenmesi için gerekli olan çerçeve aktarım modunda, 200 Hz - 100 kare hızında ng deneyler. </li></ol></li></ol></li><li> deneme çalıştırırken <ol><li> Deneysel koşulları optimize <ol><li> uyarma ışın yolu takılı diyafram kullanarak çapı yaklaşık 20 um numunenin aydınlatma alanını ayarlayın. </li><li> elle uyarma ışın yoluna yerleştirilen uygun bir nötr yoğunluk (ND) filtresi seçerek 8 mW - 4 numune uyarma lazer gücünü ayarlayın. NOT: - 2 kW cm -2 örnek de bu 1 ortalama lazer gücü sağlar. </li><li> 200 Hz - 100 kare hızlarında örnek rekor floresan görüntüler. Bireysel florofor dahil polimerlerden elde edilen floresans yoğunluğu çok düşükse, yavaş yavaş TH ile uyarım gücünü artırmaknumune yaklaşık 100 mW ulaşana kadar e ND filtre. </li><li> tek-molekül floresan görüntü kalitesi hala tatmin edici değilse, etiketli olmayan poli (THF) saf bir eriyik floresan görüntüleri kaydederek numunede floresan kirleri kontrol edin. Yüksek floresan arka plan görülmektedir durumda, farklı etiketli olmayan poli (THF) kullanın. </li><li> eriyik içinde florofor dahil polimerlerden elde floresan nokta yoğunluğu uzamsal olması (bu pasif hareket analizinde hatalara neden) izole etmek için çok yüksek ise, örnek kadar içeri florofor dahil polimer konsantrasyonunu azaltmak mekansal izole noktalar görülmektedir. </li><li> eriyik içinde florofor dahil polimerlerden elde floresan nokta yoğunluğu (bu görüntüleme deneyinde düşük verim neden olur) çok düşük ise, appropr kadar örnek florofor dahil polimer konsantrasyonunu arttırmakfloresan nokta iate yoğunluğu ulaşılır. </li><li> eriyik içinde fluorofor dahil polimerlerden elde edilen floresan görüntüleri bulanık ise, görüntüleme edinimi çerçeve oranlarını artırmak. NOT: Bu genellikle tipik olarak 64 x 64 piksel daha küçük bir yatırım getirisi gerektirir. </li></ol></li></ol></li><li> Görüntü edinme <ol><li> Deney koşulları optimize sonra örnek denge şartları ulaşır, böylece bir saat mikroskop sahnede monte örnek bırakın. </li><li> 200 Hz kare hızı - 100 eriyik halde fluorofor dahil polimerlerin 1000 floresan görüntü dizileri - 500 kaydediniz. varsayılan dosya biçimi TIFF değilse, TIFF formatında tüm resim dizilerini dönüştürmek. </li></ol></li></ol> Pasif Hareket 4. Analizi <ol><li> Ortalama kare deplasman (MSD) analizi <ol><li> bu şekilde floresan görüntü dizilerini kırpmaHer görüntü sırası gibi ImageJ gibi tek ve iyi odaklanmış difüzyon fluorofor-dahil polimer kullanılarak görüntü işleme yazılımı içerdiğini. </li><li> kırpılan görüntü dizileri 10&#39;dan fazla kare içerdiğinde, her dizi 10 kare oluşur, öyle ki birçok dizinin içine resim dizileri ayrıldı. </li><li> doğru görüntü iki boyutlu Gauss geçme ile, her resim dizilerinin molekül konumlarını belirler. </li><li> Denklem 20 Difüzyon katsayısı (D), ayrı ayrı moleküllerin difüzyon yörüngeleri (molekül, yani zamana bağlı pozisyonları) ortalama-kare yer değiştirme (MSD) analizi ile belirlemek <img alt="Equation1" src="/files/ftp_upload/54503/54503equation1.jpg" /> x i ve y ı resim çerçevesi i molekülün pozisyonları ve n çerçeve i dan time lapse ¨ t çerçeve numarasını ifade etmektedir. </li><li> difüzyon katsayıları arsabir frekans histogramı. Not: Genellikle, histogram 100&#39;den moleküllerden yapılmıştır. </li></ol></li><li> Kümülatif dağılım fonksiyonu (CDF) analizi NOT: Bir CDF, P (r 2 i Δ t) i t ö belli bir zaman gecikmesi sonrası kökenli bir yarıçap r içinde difüzyon molekülleri bulmak kümülatif olasılık karşılık gelir. <ol><li> Zaman 4.1.3&#39;de elde edilen tüm difüzyon yörüngeleri için 1Δt, 2Δt, ····, iΔt arasında gecikme sırasında ortaya çıkan kareli-yer değiştirme hesaplayın. NOT: Saat iΔt ve gecikme için bu hesaplamalar toplam i karesi-yer değiştirmeleri m verir. </li><li> Farklı r 2 değerlerinde r 2 daha küçük olan toplam m i veri kümesi içinde karesi-değiştirmeler (l i) sayıları hesaplamak (0 &lt;r2 &lt;∞). R 2 vs normalize l i<html> araziler CDF, P (r 2, iΔt) karşılık gelmektedir. </li></ol></li><li> Tat difüzyon modelleri ile TDF analizi Not: Elde edilen CDFs farklı difüzyon modelleri ile donatılmıştır; Homojen difüzyon modeli, D dağılımı Gauss (tek Gauss modeli) tarafından tarif edildiği birden fazla difüzyon modları ve birden fazla difüzyon modları, D dağılımı çok Gauss (çoklu Gauss modeli) ile ifade edilir. <ol><li> Homojen difüzyon modelde, bir denklem 21 kullanılarak CDF takarak ortalama D belirlemek <img alt="Equation2" src="/files/ftp_upload/54503/54503equation2.jpg" /> NOT: denklemin herhangi bir sapma molekülünün heterojen difüzyon göstermektedir. </li><li> Tek Gauss modelde, 15 kullanılarak CDF uydurma bir Gauss (f (D)) tarafından açıklanan D olasılık dağılımını belirlemek On3 &quot;src =&quot; / files / ftp_upload / 54503 / 54503equation3.jpg &quot;/&gt; <img alt="Equation4" src="/files/ftp_upload/54503/54503equation4.jpg" /> A, W ve D 0 Gauss genlik, genişlik ve merkez olduğu. </li><li> Çift Gauss modelde, 14 kullanılarak CDF uydurma bir Gauss (f (D)) tarafından açıklanan D bileşeni inci j olasılık dağılımını belirlemek <img alt="Equation5" src="/files/ftp_upload/54503/54503equation5.jpg" /> <img alt="Equation6" src="/files/ftp_upload/54503/54503equation6.jpg" /> Bir j her bir difüzyon bileşen fraksiyonu ve α j, j B ve D 0 burada, j, Gauss bileşeni j nolu amplitüd, genişlik, ve merkez vardır. </li></ol></li><li> Teorik olasılık göre dağılımın hesaplanmasıDifüzyon katsayısı Katkı NOT: nedeniyle farklı difüzyon modelleri için hesaplanan istatistiksel hatalar (p (D) d D) oluşan D olasılık dağılımları; Homojen difüzyon modeli, D dağılımı Gauss (tek Gauss modeli) tarafından tarif edildiği birden fazla difüzyon modları ve birden fazla difüzyon modları, D dağılımı çok Gauss (çoklu Gauss modeli) ile ifade edilir. <ol><li> Homojen difüzyon modelde, bir denklem 22 kullanılarak D istatistiksel olasılık dağılımını hesaplamak <img alt="Equation7" src="/files/ftp_upload/54503/54503equation7.jpg" /> N difüzyon yörünge veri noktalarının sayısı (n = 10, 4.1.2) olduğu, D, 0 ortalama difüzyon katsayısı (CDF analizi ile tespit, 4.2.3.1 bakınız) ve D, deneysel olarak elde edilen bir bağımsız bir yörünge için difüzyon katsayısı. </li><li> içindeTek Gauss difüzyon modeli, bir denklem 15 kullanılarak D istatistiksel olasılık dağılımını hesaplamak <img alt="Equation8" src="/files/ftp_upload/54503/54503equation8.jpg" /> F (d) CDF analizi ile belirlenir D olasılık dağılımını (4.2.3.2 bakınız) temsil eder ve d, 0, ortalama difüzyon katsayısıdır (CDF analizi ile tespit, 4.2.3.2 bakınız). </li><li> Çift Gauss difüzyon modelinde, bir denklem 14 kullanılarak D istatistiksel olasılık dağılımını hesaplamak <img alt="Equation9" src="/files/ftp_upload/54503/54503equation9.jpg" /> F (d, J) CDF analizi ile belirlenmiştir D (d, J) bileşeni j nolu olasılık dağılımını ifade etmektedir (4.2.3.3 bakınız) ve D 0j CDF tarafından belirlenen bir bileşen TH J (ortalama difüzyon katsayısıdır analiz) 4.2.3.3 bkz. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Honda, S., Yamamoto, T., Tezuka, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Topology-Directed+Control+on+Thermal+Stability:+Micelles+Formed+from+Linear+and+Cyclized+Amphiphilic+Block+Copolymers.">Topology-Directed Control on Thermal Stability: Micelles Formed from Linear and Cyclized Amphiphilic Block Copolymers.</a> J. Am. Chem. Soc. 132 (30), 10251-10253 (2010).</li><li>Honda, S., Yamamoto, T., Tezuka, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tuneable+enhancement+of+the+salt+and+thermal+stability+of+polymeric+micelles+by+cyclized+amphiphiles.">Tuneable enhancement of the salt and thermal stability of polymeric micelles by cyclized amphiphiles.</a> Nat. Commun. 4, (2013).</li><li>Jun, S., Mulder, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Entropy-driven+spatial+organization+of+highly+confined+polymers:+Lessons+for+the+bacterial+chromosome.">Entropy-driven spatial organization of highly confined polymers: Lessons for the bacterial chromosome.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 103 (33), 12388-12393 (2006).</li><li>McLeish, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymers+without+beginning+or+end.">Polymers without beginning or end.</a> Science. 297 (5589), 2005-2006 (2002).</li><li>McLeish, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymer+dynamics:+Floored+by+the+rings.">Polymer dynamics: Floored by the rings.</a> Nat. Mater. 7 (12), 933-935 (2008).</li><li>Roovers, J., Tezuka, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Topological Polymer Chemistry: Progress of Cyclic Polymers in Syntheses, Properties and Functions. , 137-156 (2013).</li><li>Klein, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+for+reptation+in+an+entangled+polymer+melt.">Evidence for reptation in an entangled polymer melt.</a> Nature. 271 (5641), 143-145 (1978).</li><li>Leger, L., Hervet, H., Rondelez, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reptation+in+entangled+polymer-solutions+by+forced+rayleigh+light-scattering.">Reptation in entangled polymer-solutions by forced rayleigh light-scattering.</a> Macromolecules. 14 (6), 1732-1738 (1981).</li><li>von Meerwall, E. D., Amis, E. J., Ferry, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-diffusion+in+solutions+of+polystyrene+in+tetrahydrofuran+-+comparison+of+concentration+dependences+of+the+diffusion-coefficients+of+polymers,+and+a+ternary+probe+component.">Self-diffusion in solutions of polystyrene in tetrahydrofuran - comparison of concentration dependences of the diffusion-coefficients of polymers, and a ternary probe component.</a> Macromolecules. 18 (2), 260-266 (1985).</li><li>Kapnistos, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unexpected+power-law+stress+relaxation+of+entangled+ring+polymers.">Unexpected power-law stress relaxation of entangled ring polymers.</a> Nat. Mater. 7 (12), 997-1002 (2008).</li><li>Adachi, K., Takasugi, H., Tezuka, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Telechelics+having+unstrained+cyclic+ammonium+salt+groups+for+electrostatic+polymer+self-assembly+and+ring-emitting+covalent+fixation.">Telechelics having unstrained cyclic ammonium salt groups for electrostatic polymer self-assembly and ring-emitting covalent fixation.</a> Macromolecules. 39 (17), 5585-5588 (2006).</li><li>Oike, H., Imaizumi, H., Mouri, T., Yoshioka, Y., Uchibori, A., Tezuka, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Designing+unusual+polymer+topologies+by+electrostatic+self-assembly+and+covalent+fixation.">Designing unusual polymer topologies by electrostatic self-assembly and covalent fixation.</a> J. Am. Chem. Soc. 122 (40), 9592-9599 (2000).</li><li>Yamamoto, T., Tezuka, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Topological+polymer+chemistry:+a+cyclic+approach+toward+novel+polymer+properties+and+functions.">Topological polymer chemistry: a cyclic approach toward novel polymer properties and functions.</a> Polym. Chem. 2 (9), 1930-1941 (2011).</li><li>Habuchi, S., Fujiwara, S., Yamamoto, T., Tezuka, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-molecule+imaging+reveals+topological+isomer-dependent+diffusion+by+4-armed+star+and+dicyclic+8-shaped+polymers.">Single-molecule imaging reveals topological isomer-dependent diffusion by 4-armed star and dicyclic 8-shaped polymers.</a> Polym. Chem. 6 (22), 4109-4115 (2015).</li><li>Habuchi, S., Fujiwara, S., Yamamoto, T., Vacha, M., Tezuka, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-Molecule+Study+on+Polymer+Diffusion+in+a+Melt+State:+Effect+of+Chain+Topology.">Single-Molecule Study on Polymer Diffusion in a Melt State: Effect of Chain Topology.</a> Anal. Chem. 85 (15), 7369-7376 (2013).</li><li>Habuchi, S., Satoh, N., Yamamoto, T., Tezuka, Y., Vacha, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multimode+Diffusion+of+Ring+Polymer+Molecules+Revealed+by+a+Single-Molecule+Study.">Multimode Diffusion of Ring Polymer Molecules Revealed by a Single-Molecule Study.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 49 (8), 1418-1421 (2010).</li><li>Habuchi, S., Tezuka, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Topological Polymer Chemistry: Progress of Cyclic Polymers in Syntheses, Properties and Functions. , 265-290 (2013).</li><li>Fernandez, P., Bayona, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+off-line+gel-remeation+chromatography+normal-phase+liquid-chromatography+fro+the+determination+of+polycyclic+aromatic-compounds+in+environmental-samples+and+standard+reference+materials+(air+particulate+matter+and+marine+sediment).">Use of off-line gel-remeation chromatography normal-phase liquid-chromatography fro the determination of polycyclic aromatic-compounds in environmental-samples and standard reference materials (air particulate matter and marine sediment).</a> J. Chromatogr. 625 (2), 141-149 (1992).</li><li>Biesenberger, J. A., Tan, M., Duvdevan, I., Maurer, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recycle+gel+permeation+chromatography.+1.+recycle+principle+and+design.">Recycle gel permeation chromatography. 1. recycle principle and design.</a> J. Polym. Sci. Pol. Lett. 9 (5), 353 (1971).</li><li>Kusumi, A., Sako, Y., Yamamoto, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Confined+lateral+diffusion+of+membrane-receptors+as+studied+by+single-particle+tracking+(nanovid+microscopy)+-+effects+of+calcium-induced+differentiation+in+cultured+epithelial-cells.">Confined lateral diffusion of membrane-receptors as studied by single-particle tracking (nanovid microscopy) - effects of calcium-induced differentiation in cultured epithelial-cells.</a> Biophys. J. 65 (5), 2021-2040 (1993).</li><li>Schutz, G. J., Schindler, H., Schmidt, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-molecule+microscopy+on+model+membranes+reveals+anomalous+diffusion.">Single-molecule microscopy on model membranes reveals anomalous diffusion.</a> Biophys. J. 73 (2), 1073-1080 (1997).</li><li>Vrljic, M., Nishimura, S. Y., Brasselet, S., Moerner, W. E., McConnell, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Translational+diffusion+of+individual+class+II+MHC+membrane+proteins+in+cells.">Translational diffusion of individual class II MHC membrane proteins in cells.</a> Biophys. J. 83 (5), 2681-2692 (2002).</li><li>Margineanu, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photophysics+of+a+water-soluble+rylene+dye:+Comparison+with+other+fluorescent+molecules+for+biological+applications.">Photophysics of a water-soluble rylene dye: Comparison with other fluorescent molecules for biological applications.</a> J. Phys. Chem. B. 108 (32), 12242-12251 (2004).</li><li>Tezuka, Y., Oike, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-assembly+and+covalent+fixation+for+topological+polymer+chemistry.">Self-assembly and covalent fixation for topological polymer chemistry.</a> Macromol. Rapid Commun. 22 (13), 1017-1029 (2001).</li><li>Deres, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Origin+of+Heterogeneity+of+Polymer+Dynamics+near+the+Glass+Temperature+As+Probed+by+Defocused+Imaging.">The Origin of Heterogeneity of Polymer Dynamics near the Glass Temperature As Probed by Defocused Imaging.</a> Macromolecules. 44 (24), 9703-9709 (2011).</li><li>Flier, B. M. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heterogeneous+Diffusion+in+Thin+Polymer+Films+As+Observed+by+High-Temperature+Single-Molecule+Fluorescence+Microscopy.">Heterogeneous Diffusion in Thin Polymer Films As Observed by High-Temperature Single-Molecule Fluorescence Microscopy.</a> J. Am. Chem. Soc. 134 (1), 480-488 (2012).</li><li>Habuchi, S., Oba, T., Vacha, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-beam+single-molecule+defocused+fluorescence+imaging+reveals+local+anisotropic+nature+of+polymer+thin+films.">Multi-beam single-molecule defocused fluorescence imaging reveals local anisotropic nature of polymer thin films.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 13 (15), 6970-6976 (2011).</li><li>Zettl, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-Diffusion+and+Cooperative+Diffusion+in+Semidilute+Polymer+Solutions+As+Measured+by+Fluorescence+Correlation+Spectroscopy.">Self-Diffusion and Cooperative Diffusion in Semidilute Polymer Solutions As Measured by Fluorescence Correlation Spectroscopy.</a> Macromolecules. 42 (24), 9537-9547 (2009).</li><li>Kirstein, J., Platschek, B., Jung, C., Brown, R., Bein, T., Brauchle, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exploration+of+nanostructured+channel+systems+with+single-molecule+probes.">Exploration of nanostructured channel systems with single-molecule probes.</a> Nat. Mater. 6 (4), 303-310 (2007).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

4 kollu 8-şekilli polimerleri içerir. Sentez için önemli bir adımdır ESA CF protokolü (Şekil 1) yoluyla elde 12,24 tek fonksiyonlu ve iki fonksiyonlu lineer poli (THF) N S -phenylpiperidinium uç grupları olan edildi önceki edilen prosedüre göre sentezlendi. 11 iyon değişim karboksilat aşırı miktarını içeren bir sulu çözelti içine triflat karşı-bir polimer öncüsünün bir aseton çözeltisinin tekrar çökeltme işlemi ile gerçekleştirilmiştir. 4-kollu yıldız polimerleri için iyon değiştirme ürününün kovalent dönüşüm 4 saat geri akış ile, tolüen (4.9 g / L) içinde gerçekleştirilmiştir. Dönüşüm yeterli değilse, reaksiyon süresini uzatır. Kovalent şekilde bağlanmış bir ürün su içinde aseton / n-heksan ve yeniden çökeltme ile silika jel kolon kromatografisi ile elde edilmiştir. 4 kollu polimer 1H NMR Şekil 2a&#39;da gösterilmiştir. This ESA-CF prosedürü döngüsel polimerlerin etkili sentezi için izin verir. Bununla birlikte, bu protokol siklik onyum uç gruplarına sahip olan polimerler ile sınırlıdır. 8 şeklinde polimer ürünü, reaksiyon 4 saat geri akış altında seyreltme (0.2 g / L) içinde, toluen içinde gerçekleştirildiği ve moleküller arası ürünler reaksiyona tahminen nedeniyle, bir çözünmeyen fraksiyon büyük bir kısmının oluşmasına neden oldu. Bir çözünür bölümü aseton / n-heksan ile silika jel kolon kromatografisine tabi tutuldu, n-heksan içinde tekrar çökeltilmiş ve su içinde yeniden çökeltildi. Elde edilen ham ürün, boyut dışlama boncuklar ile kolon kromatografisine tabi tutulur ve 8, şekil verilmiş polimer ürününün izolasyonuna izin vermek için GPC geri edildi. 8-şekilli polimerleri 1H NMR Şekil 2b&#39;de gösterilmektedir. Bu ESA-CF protokol daha karmaşık topolojik polimerler için geçerli olabilir. yüksek kaliteli floresan görüntüleri aslî olanmoleküllerin pasif hareket doğru analiz için diğ. 1) floresans yabancı maddeler numunede mevcut olduğunda Fluoresans görüntüleri önemli ölçüde bozulur, 2) dahil fluorofor flüoresan verim düşüktür ve 3) görüntüleme kare hızı polimer moleküllerinin pasif hareket daha yavaştır. oda sıcaklığının altında sıcaklık (20 ° C) veya 37 ° C&#39;nin üzerinde ayarlama de kaydedildi floresan görüntülerin kalitesini bozacak bir kırılma endeksi uyumsuzluğu, neden olacaktır. Bir filtre küp üzerine monte edilmiş bir dar bant emisyon bant geçiren filtre kullanarak bazen floresan görüntü kalitesini artırır. Görüntüleme deneyde kullanılan EM-CCD kamera poz süresi genellikle milisaniye ile sınırlı olduğundan, daha hızlı, bu zaman ölçeği daha pasif hareket bu yöntemle ele alınamaz. MSD analizinde istatistiksel hata etkisinin değerlendirilmesi fo kritik adımdırheterojen difüzyon karakterizasyonu r. İstatistiksel hata dikkatli heterojen difüzyon tartışmadan önce homojen difüzyon modeli 22 kullanılarak difüzyon katsayısı olasılık dağılımı hesaplanarak değerlendirilmelidir. heterojen difüzyon de dikkatle CDF analizi ile değerlendirilmesi gerekir. CDFs homojen difüzyon modeli (yani, tek üstel çürüyen eğrisi) net sapmalar gösterir, bu çoklu difüzyon bileşenlerin varlığını düşündürmektedir. Heterojen difüzyon kantitatif karakterizasyonu kombine MSD, CDF gerektirir ve olasılık dağılım analizleri. 14,15 Pasif hareket de dahil olmak üzere polimer dinamiği, NMR, 7 ışık saçma, 8 ve viskozite ölçümleri gibi geleneksel yöntemler Ensemble-ortalama değerler olarak tanımlanmıştır. 9 Gerçekten de, singl ortaya heterojen pasif hareketE-molekül görüntüleme 16 topluluk-ortalama yöntemleri tespit etmek genelde çok zordur. Polimerlerin doğasında heterojen doğası göz önüne alındığında, bu protokolde bildirilen 25-27 yöntem topolojik polimerlerin karakterizasyonu sınırlı, ama dolaşmış koşullar altında polimerlerin her türlü uygulanabilir değildir. 28 Dahası, bu protokolde bildirilen yaklaşım bulacaksınız Bu tür gözenekli malzemeler ile moleküler difüzyon gibi karmaşık sistemlerin, heterojen difüzyon analizinde geniş bir uygulama. 29

Cyclic polymers are unique in that they do not have chain ends. They often exhibit unusual behaviors which is distinct from their linear counterpart, including increased thermal stability of polymer micelles by a linear-to-cyclic conversion,1,2 and spatial organization of DNA in bacterial cells by a loop formation.3 Topological interactions between the cyclic chains are believed to be the critical factor for such unusual behaviors.4,5 Therefore, characterizing the motion and relaxation of cyclic polymers under entangled conditions has been an important research topic in polymer science for decades.6
Cyclic polymer dynamics has been investigated using both synthetic and naturally occurring molecules by means of ensemble averaged experimental methods such as nuclear magnetic resonance (NMR), light scattering, and viscosity measurements.7-9 However, these studies often suffer from impurity molecules in the samples.10 Furthermore, spatiotemporal heterogeneities of the motion of individual molecules caused by inherent structural heterogeneity of entangled polymers are often hidden behind the ensemble averaging in these studies. In order to characterize molecular level dynamics of cyclic polymers, a synthesis method that provides high purity cyclic polymers and an experimental and analysis methods that allow for quantitative characterization of molecular motion at the single molecule level have to be developed. Here, we will show a method to synthesize high-purity cyclic and dicyclic poly(THF)s that incorporate a fluorophore unit using an electrostatic self-assembly and covalent fixation (ESA-CF) process11-13 and a method to analyze the motion of the individual fluorophore-incorporated polymer chains using a combination of mean-squared displacement (MSD) and cumulative distribution function (CDF) analyses.
A proper data processing has been shown to be essential for the accurate characterization of the diffusive motion. With an adequate MSD and CDF analyses, a multiple-mode diffusion of the cyclic and dicyclic polymers in the melt and semi-dilute solution of the linear polymer chains has been revealed,14-16 suggesting the significant effects of the topological states of the polymers on the diffusive motion of the chains under entangled conditions.17 While the experimental and analytical approaches to characterize the motion of the cyclic polymers are described in this protocol, the same method can be used to quantitatively characterize the diffusive motion in many other heterogeneous systems. The approach would be especially suitable when multiple diffusion components existing in the samples are to be analyzed.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="846">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Materials</td>
			<td style="width:240px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">THF</td>
			<td style="width:240px;">Godo</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Wakosil C-300</td>
			<td style="width:240px;">Wako Pure Chemical Industries</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Acetone</td>
			<td style="width:240px;">Godo</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Toluene</td>
			<td style="width:240px;">Godo</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">n-Hexane</td>
			<td style="width:240px;">Godo</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">CHCl3</td>
			<td style="width:240px;">Kanto Chemical</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Bio-Beads S-X1</td>
			<td style="width:240px;">Bio-Rad</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Methyl triflate</td>
			<td style="width:240px;">Nacalai Tesque</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Triflic anhydride</td>
			<td style="width:240px;">Nacalai Tesque</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Potassium Hydroxide</td>
			<td style="width:240px;">Wako Pure Chemical Industries</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Ethanol</td>
			<td style="width:240px;">Wako Pure Chemical Industries</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Poly(tetrahydrofuran)</td>
			<td style="width:240px;">Aldrich</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Chloroform</td>
			<td style="width:240px;">Wako Pure Chemical Industries</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Immersion oil</td>
			<td style="width:240px;">Cargille</td>
			<td style="width:119px;">Type 37 / Type A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;"></td>
			<td style="width:240px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;"></td>
			<td style="width:240px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Equipment</td>
			<td style="width:240px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">2-Neck 100-mL round-bottom flask</td>
			<td style="width:240px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Flask</td>
			<td style="width:240px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Beaker</td>
			<td style="width:240px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Funnel</td>
			<td style="width:240px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Filter paper</td>
			<td style="width:240px;">Whatman</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Reflux condenser</td>
			<td style="width:240px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Syringe</td>
			<td style="width:240px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Water bath</td>
			<td style="width:240px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Magnetic stirrer</td>
			<td style="width:240px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Rotary evaporator</td>
			<td style="width:240px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Microscope cover slips (24 x 24 mm, No. 1)</td>
			<td style="width:240px;">Matsunami Glass</td>
			<td style="width:119px;">CO22241</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Staining jar</td>
			<td style="width:240px;">AS ONE Corporation</td>
			<td style="width:119px;">1-7934-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Ultrasonic cleaner</td>
			<td style="width:240px;">VWR International&#160;</td>
			<td style="width:119px;">142-0047</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Inverted microscope</td>
			<td style="width:240px;">Olympus</td>
			<td style="width:119px;">IX71</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Ar-Kr ion laser</td>
			<td style="width:240px;">Coherent</td>
			<td style="width:119px;">Innova 70C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Berek compensator</td>
			<td style="width:240px;">Newport</td>
			<td align="right" style="width:119px;">5540</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Excitation filter</td>
			<td style="width:240px;">Semrock</td>
			<td style="width:119px;">LL01-488-12.5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Dichloric mirror</td>
			<td style="width:240px;">Omega optical</td>
			<td style="width:119px;">500DRLP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Emission filter</td>
			<td style="width:240px;">Semrock</td>
			<td style="width:119px;">BLP01-488R-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Lens and mirror</td>
			<td style="width:240px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">EM-CCD camera</td>
			<td style="width:240px;">Andor Technology</td>
			<td style="width:119px;">iXon</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Objective lens (x100, N.A. = 1.3)</td>
			<td style="width:240px;">Olympus</td>
			<td style="width:119px;">UPLFLN 100XOP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Objective heater</td>
			<td style="width:240px;">Bioptechs</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Preparative GPC</td>
			<td style="width:240px;">Japan Analytical Industry</td>
			<td style="width:119px;">LC-908</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

synthesis of cyclic polymers and characterization of their diffusive motion in the melt state at the single molecule level

We demonstrate a method for the synthesis of cyclic polymers and a protocol for characterizing their diffusive motion in a melt state at the single molecule level. An electrostatic self-assembly and covalent fixation (ESA-CF) process is used for the synthesis of the cyclic poly(tetrahydrofuran) (poly(THF)). The diffusive motion of individual cyclic polymer chains in a melt state is visualized using single molecule fluorescence imaging by incorporating a fluorophore unit in the cyclic chains. The diffusive motion of the chains is quantitatively characterized by means of a combination of mean-squared displacement (MSD) analysis and a cumulative distribution function (CDF) analysis. The cyclic polymer exhibits multiple-mode diffusion which is distinct from its linear counterpart. The results demonstrate that the diffusional heterogeneity of polymers that is often hidden behind ensemble averaging can be revealed by the efficient synthesis of the cyclic polymers using the ESA-CF process and the quantitative analysis of the diffusive motion at the single molecule level using the MSD and CDF analyses.

Perilen 4 kollu yıldız ve diimid-dahil 8 şeklinde disiklik poli (THF) s elektrostatik kendini montaj ve kovalent tespit (ESA CF) işlemi (Şekil 1, Şekil 2) kullanılarak sentezlendi. Zaman atlamalı tek moleküllü Fluoresans görüntüleri 4-kollu (Şekil 3a) için ölçülmüş ve (Şekil 3b) polimerleri 8-şekillendirildi. Zaman atlamalı floresan görüntüleri (Şekil 3) mekansal nedeniyle zincirleri içine yüksek floresan perilen etitkarbodiimit fluorofor 23 birleşmesiyle izole parlak ve keskin noktalar gösterir. Difüzyon katsayısı Frekans histogramları 4 silahlı (Şekil 4a) için hesaplanan ve (Şekil 4b) time-lapse görüntüleri ortalama karesel deplasman (MSD) analizi ile polimerler 8-şekillendi. MSD araziler ve TDF hesaplamaları MATLAB yazılmış rutinleri kullanılarak yapılmaktadır. uydurmadeneylerden elde edilen TDF gibi Kökeni Pro gibi veri işleme yazılımı kullanılarak yapılır. MSD analizi ile belirlenen difüzyon katsayısı frekans histogramları difüzyon analizi ve heterojen istatistiksel hatasını kaynaklanan geniş bir dağılımı (Şekil 4) gösterir. Frekans histogramları net homojen difüzyon modeli sapmaları polimer moleküllerinin heterojen difüzyonunu gösteriyor (Şekil 4&#39;te yeşil çizgi). 14 Kümülatif dağılım fonksiyonları (CDFs) 4-silahlı (Şekil 5a) hesaplandı ve göstermek 8-şekilli (Şekil 5b) polimerler ve tek Gauss (Şekil 5a) tarafından takılmıştır ve çift Gauss (Şekil 5b) modelleri. Difüzyon katsayısı istatistiksel olasılık dağılımları 4-kollu (Şekil 4a) için hesaplanmıştır ve 8-şekilli (Şekil 4b) PO<html> Tek Gauss, veya çift Gauss modelleri tarafından polimerlerinin. Tek (Şekil 5a) ve çift (Şekil 5b) Gauss modeller de deneysel olarak elde CDFS uygun. Bu sonuçlar, 8-şekilli bir polimer iki farklı difüzyon işlemi görüntülemeye ise 4 kollu bir polimer difüzyon, difüzyon katsayısı geniş dağılımı ile tanımlanır göstermektedir. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/54503/54503fig1.jpg" /> Perilen etitkarbodiimit-dahil poli Şekil 1. Sentez yolu (THF) s. (A) 4 kollu yıldız polimerler ve (b) 8-şekilli disiklik polimerlerin sentezi güzergahı. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54503/54503fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <html> 54503fig2.jpg &quot;/&gt; Sentezlenen polimerlerin Şekil 2. Karakterizasyonu. (A) 4 kollu yıldız polimerler ve (b) 8-şekilli disiklik polimerlerin NMR spektrumları. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54503/54503fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/54503/54503fig3.jpg" /> 3 (film) Şekil. Perilen diimid-dahil poli (THF) s. (A) 4-kollu yıldız polimerler ve (b) &#39;nin zaman atlamalı floresan resim tek moleküllü flüoresan görüntüleme THF (etiketli olmayan lineer poli eriyikte disiklik polimerleri, 8-şekilli ). Ölçek çubuğu = 5 mikron. Filmleri görmek için tıklayınız <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54503/Figure_3a_submit.mov" target="_blank">(a)</a> ve3 / Figure_3b_submit.mov &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; (b). <img alt="Şekil 4," src="/files/ftp_upload/54503/54503fig4.jpg" /> Şekil 4. perilen diimid-dahil poli MSD analizi (THF) eriyik içinde difüzyon s. Eriyik tek tek (a) 4-kollu yıldız polimerler ve (b) 8-şekilli disiklik polimerler için belirlenen difüzyon katsayısı frekans histogramları lineer poli (THF) etiketli olmayan. düz çizgiler teorik üç farklı difüzyon modellerine dayanan difüzyon katsayısı olasılık dağılımları hesaplanmış göstermek; homojen difüzyon modeli (yeşil çizgiler, 4.3.1 bakınız), tek Gauss modeli (redlines, 4.3.2 bakınız), ve çift Gauss modeli (mavi çizgi, 4.3.3 bakınız). 14 <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54503/54503fig4large.jpg" target="_blank">Bu büyük halini görmek için tıklayınız rakam.</a> Perilen diimid-dahil poli (THF) Şekil 5. CDF analizi erimiş difüzyon s deneysel olarak bulunan kümülatif dağılım fonksiyonları (iΔt = 7,5-75 msn). (A) 4-kollu yıldız polimerler için 1-P formunda ve (b) etiketli olmayan lineer poli (THF) eriyik içinde disiklik polimerler 8-şekilli. Kesik çizgiler 4.2.3.3 yılında 4.2.3.2 ve (b) denklem (a) denklemler parçaları gösteriyor. 14 <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54503/54503fig5large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Synthesis of Cyclic Polymers and Characterization of Their Diffusive Motion in the Melt State at the Single Molecule Level at JoVE.com

Synthesis of Cyclic Polymers and Characterization of Their Diffusive Motion in the Melt State at the Single Molecule Level

sentez ve tek molekül düzeyinde halkalı polimerlerin uzadıya hareket karakterizasyonu için bir protokol sunulmuştur.

Tek Molekül Düzeyde Halkalı Polimerlerin Sentezi ve eritin Devlet Onların Pasif Hareket Karakterizasyonu

We demonstrate a method for the synthesis of cyclic polymers and a protocol for characterizing their diffusive motion in a melt state at the single ...

synthesis-cyclic-polymers-characterization-their-diffusive-motion

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Chemistry

7.8K Görüntüleme.  King Abdullah University of Science and Technology (KAUST).  sentez ve tek molekül düzeyinde halkalı polimerlerin uzadıya hareket karakterizasyonu için bir protokol sunulmuştur. 

Video: Synthesis of Cyclic Polymers and Characterization of Their Diffusive Motion in the Melt State at the Single Molecule Level

Isolation and Chemical Characterization of Lipid A from Gram-negative Bacteria

Lipopolysaccharide (LPS) is the major cell surface molecule of gram-negative bacteria, deposited on the outer leaflet of the outer membrane bilayer. LPS can be subdivided into three domains: the distal O-polysaccharide, a core oligosaccharide, and the lipid A domain consisting of a lipid A molecular species and 3-deoxy-D-manno-oct-2-ulosonic acid residues (Kdo). The lipid A domain is the only component essential for bacterial cell survival. Following its synthesis, lipid A is chemically modified in response to environmental stresses such as pH or temperature, to promote resistance to antibiotic compounds, and to evade recognition by mediators of the host innate immune response. The following protocol details the small- and large-scale isolation of lipid A from gram-negative bacteria. Isolated material is then chemically characterized by thin layer chromatography (TLC) or mass-spectrometry (MS). In addition to matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight (MALDI-TOF) MS, we also describe tandem MS protocols for analyzing lipid A molecular species using electrospray ionization (ESI) coupled to collision induced dissociation (CID) and newly employed ultraviolet photodissociation (UVPD) methods. Our MS protocols allow for unequivocal determination of chemical structure, paramount to characterization of lipid A molecules that contain unique or novel chemical modifications. We also describe the radioisotopic labeling, and subsequent isolation, of lipid A from bacterial cells for analysis by TLC. Relative to MS-based protocols, TLC provides a more economical and rapid characterization method, but cannot be used to unambiguously assign lipid A chemical structures without the use of standards of known chemical structure. Over the last two decades isolation and characterization of lipid A has led to numerous exciting discoveries that have improved our understanding of the physiology of gram-negative bacteria, mechanisms of antibiotic resistance, the human innate immune response, and have provided many new targets in the development of antibacterial compounds.

Isolation and characterization of the lipid A domain of lipopolysaccharide (LPS) from gram-negative bacteria provides insight into cell surface based mechanisms of antibiotic resistance, bacterial survival and fitness, and how chemically diverse lipid A molecular species differentially modulate host innate immune responses.

Gram-negatif bakterilerin izolasyonu ve Lipid A kimyasal karakterizasyonu

Lipopolysaccharide (LPS) is the major cell surface molecule of gram-negative bacteria, deposited on the outer leaflet of the outer membrane bilayer. LPS ...

Kimya

Split-and-pool Synthesis and Characterization of Peptide Tertiary Amide Library

Peptidomimetics are great sources of protein ligands. The oligomeric nature of these compounds enables us to access large synthetic libraries on solid phase by using combinatorial chemistry. One of the most well studied classes of peptidomimetics is peptoids. Peptoids are easy to synthesize and have been shown to be proteolysis-resistant and cell-permeable. Over the past decade, many useful protein ligands have been identified through screening of peptoid libraries. However, most of the ligands identified from peptoid libraries do not display high affinity, with rare exceptions. This may be due, in part, to the lack of chiral centers and conformational constraints in peptoid molecules. Recently, we described a new synthetic route to access peptide tertiary amides (PTAs). PTAs are a superfamily of peptidomimetics that include but are not limited to peptides, peptoids and N-methylated peptides. With side chains on both &#945;-carbon and main chain nitrogen atoms, the conformation of these molecules are greatly constrained by sterical hindrance and allylic 1,3 strain. (Figure 1) Our study suggests that these PTA molecules are highly structured in solution and can be used to identify protein ligands. We believe that these molecules can be a future source of high-affinity protein ligands. Here we describe the synthetic method combining the power of both split-and-pool and sub-monomer strategies to synthesize a sample one-bead one-compound (OBOC) library of PTAs.

Peptide tertiary amides (PTAs) are a superfamily of peptidomimetics that include but are not limited to peptides, peptoids and N-methylated peptides. Here we describe a synthetic method which combines&#160;both split-and-pool and sub-monomer strategies to synthesize a one-bead one-compound library of PTAs.

Split-ve-havuz Sentezi ve Peptit Tersiyer Amid Kütüphanesi Karakterizasyonu

Peptidomimetics are great sources of protein ligands. The oligomeric nature of these compounds enables us to access large synthetic libraries on solid ...

Amide Coupling Reaction for the Synthesis of Bispyridine-based Ligands and Their Complexation to Platinum as Dinuclear Anticancer Agents

Amide coupling reactions can be used to synthesize bispyridine-based ligands for use as bridging linkers in multinuclear platinum anticancer drugs. Isonicotinic acid, or its derivatives, are coupled to variable length diaminoalkane chains under an inert atmosphere in anhydrous DMF or DMSO with the use of a weak base, triethylamine, and a coupling agent, 1-propylphosphonic anhydride. The products precipitate from solution upon formation or can be precipitated by the addition of water. If desired, the ligands can be further purified by recrystallization from hot water. Dinuclear platinum complex synthesis using the bispyridine ligands is done in hot water using transplatin. The most informative of the chemical characterization techniques to determine the structure and gross purity of both the bispyridine ligands and the final platinum complexes is 1H NMR with particular analysis of the aromatic region of the spectra (7-9 ppm). The platinum complexes have potential application as anticancer agents and the synthesis method can be modified to produce trinuclear and other multinuclear complexes with different hydrogen bonding functionality in the bridging ligand.

This protocol describes the use of amide coupling reactions of isonicotinic acid and diaminoalkanes to form bridging ligands suitable for use in the synthesis of multinuclear platinum complexes, which combine aspects of the anticancer drugs BBR3464 and picoplatin.

Çekirdekli Antikanser Maddeleri olarak Platinum bispiridin tabanlı Ligandların ve kompleks Sentezlenmesi için kullanılan amid bağlantı reaksiyon

Amide coupling reactions can be used to synthesize bispyridine-based ligands for use as bridging linkers in multinuclear platinum anticancer drugs. ...

The Synthesis, Characterization and Reactivity of a Series of Ruthenium N-triphosPh Complexes

Herein we report the synthesis of a tridentate phosphine ligand N(CH2PPh2)3 (N-triphosPh) (1) via a phosphorus based Mannich reaction of the hydroxylmethylene phosphine precursor with ammonia in methanol under a nitrogen atmosphere. The N-triphosPh ligand precipitates from the solution after approximately 1 hr of reflux and can be isolated analytically pure via simple cannula filtration procedure under nitrogen. Reaction of the N-triphosPh ligand with [Ru3(CO)12] under reflux affords a deep red solution that show evolution of CO gas on ligand complexation. Orange crystals of the complex [Ru(CO)2{N(CH2PPh2)3}-&#954;3P] (2) were isolated on cooling to RT. The 31P{1H} NMR spectrum showed a characteristic single peak at lower frequency compared to the free ligand. Reaction of a toluene solution of complex 2 with oxygen resulted in the instantaneous precipitation of the carbonate complex [Ru(CO3)(CO){N(CH2PPh2)3}-&#954;3P] (3) as an air stable orange solid. Subsequent hydrogenation of 3 under 15 bar of hydrogen in a high-pressure reactor gave the dihydride complex [RuH2(CO){N(CH2PPh2)3}-&#954;3P] (4), which was fully characterized by X-ray crystallography and NMR spectroscopy. Complexes 3 and 4 are potentially useful catalyst precursors for a range of hydrogenation reactions, including biomass-derived products such as levulinic acid (LA). Complex 4 was found to cleanly react with LA in the presence of the proton source additive NH4PF6 to give [Ru(CO){N(CH2PPh2)3}-&#954;3P{CH3CO(CH2)2CO2H}-&#954;2O](PF6) (6).

The Synthesis, Characterization and Reactivity of a Series of Ruthenium N-triphosPh Complexes

Ruthenium phosphine complexes are widely used for homogeneous catalytic reactions such as hydrogenations. The synthesis of a series of novel tridentate ruthenium complexes bearing the N-triphos ligand N(CH2PPh2)3 is reported. Additionally, the stoichiometric reaction of a dihydride Ru&#8211;N-triphos complex with levulinic acid is described.

Rutenyum bir Serisi Sentezi, Karakterizasyonu ve Tepkime<em&gt; K</em&gt; -triphos<sup&gt; Ph</sup&gt; Kompleksi

Herein we report the synthesis of a tridentate phosphine ligand N(CH2PPh2)3 (N-triphosPh) (1) via a phosphorus based Mannich reaction of the ...

Synthesis, Characterization, and Functionalization of Hybrid Au/CdS and Au/ZnS Core/Shell Nanoparticles

Plasmonic nanoparticles are an attractive material for light harvesting applications due to their easily modified surface, high surface area and large extinction coefficients which can be tuned across the visible spectrum. Research into the plasmonic enhancement of optical transitions has become popular, due to the possibility of altering and in some cases improving photo-absorption or emission properties of nearby chromophores such as molecular dyes or quantum dots. The electric field of the plasmon can couple with the excitation dipole of a chromophore, perturbing the electronic states involved in the transition and leading to increased absorption and emission rates. These enhancements can also be negated at close distances by energy transfer mechanism, making the spatial arrangement of the two species critical. Ultimately, enhancement of light harvesting efficiency in plasmonic solar cells could lead to thinner and, therefore, lower cost devices. The development of hybrid core/shell particles could offer a solution to this issue. The addition of a dielectric spacer between a gold nanoparticles and a chromophore is the proposed method to control the exciton plasmon coupling strength and thereby balance losses with the plasmonic gains. A detailed procedure for the coating of gold nanoparticles with CdS and ZnS semiconductor shells is presented. The nanoparticles show high uniformity with size control in both the core gold particles and shell species allowing for a more accurate investigation into the plasmonic enhancement of external chromophores.

The synthesis of uniform gold nanoparticles coated with semiconductor shells of CdS or ZnS is performed. The semiconductor coating is conducted by first depositing a silver sulfide shell and exchanging the silver cations for zinc or cadmium cations.

Sentezi, Karakterizasyonu ve Hibrid Au / CdS ve Au / ZnS Çekirdek / Shell Nanopartiküller işlevselleştirilmesi

Plasmonic nanoparticles are an attractive material for light harvesting applications due to their easily modified surface, high surface area and large ...

Protocol for the Synthesis of Ortho-trifluoromethoxylated Aniline Derivatives

Molecules bearing trifluoromethoxy (OCF3) group often show desired pharmacological and biological properties. However, facile synthesis of trifluoromethoxylated aromatic compounds remains a formidable challenge in organic synthesis. Conventional approaches often suffer from poor substrate scope, or require use of highly toxic, difficult-to-handle, and/or thermally labile reagents. Herein, we report a user-friendly protocol for the synthesis of methyl 4-acetamido-3-(trifluoromethoxy)benzoate using 1-trifluoromethyl-1,2-benziodoxol-3(1H)-one (Togni reagent II). Treating methyl 4-(N-hydroxyacetamido)benzoate (1a) with Togni reagent II in the presence of a catalytic amount of cesium carbonate (Cs2CO3) in chloroform at RT afforded methyl 4-(N-(trifluoromethoxy)acetamido)benzoate (2a). This intermediate was then converted to the final product methyl 4-acetamido-3-(trifluoromethoxy)benzoate (3a) in nitromethane at 120 &#176;C. This procedure is general and can be applied to the synthesis of a broad spectrum of ortho-trifluoromethoxylated aniline derivatives, which could serve as useful synthetic building blocks for the discovery and development of new pharmaceuticals, agrochemicals, and functional materials.

Protocol for the Synthesis of Ortho-trifluoromethoxylated Aniline Derivatives

An operationally simple procedure for the synthesis of ortho-trifluoromethoxylated aniline derivatives via a two-step sequence of O-trifluoromethylation of N-aryl-N-hydroxyacetamide followed by thermally induced intramolecular OCF3-migration is reported.

Sentezi İçin Protokol<em&gt; Ortho</em&gt; -trifluoromethoxylated Anilin türevleri

Molecules bearing trifluoromethoxy (OCF3) group often show desired pharmacological and biological properties. However, facile synthesis of ...

Synthesis and Characterization of Supramolecular Colloids

Control over colloidal assembly is of utmost importance for the development of functional colloidal materials with tailored structural and mechanical properties for applications in photonics, drug delivery and coating technology. Here we present a new family of colloidal building blocks, coined supramolecular colloids, whose self-assembly is controlled through surface-functionalization with a benzene-1,3,5-tricarboxamide (BTA) derived supramolecular moiety. Such BTAs interact via directional, strong, yet reversible hydrogen-bonds with other identical BTAs. Herein, a protocol is presented that describes how to couple these BTAs to colloids and how to quantify the number of coupling sites, which determines the multivalency of the supramolecular colloids. Light scattering measurements show that the refractive index of the colloids is almost matched with that of the solvent, which strongly reduces the van der Waals forces between the colloids. Before photo-activation, the colloids remain well dispersed, as the BTAs are equipped with a photo-labile group that blocks the formation of hydrogen-bonds. Controlled deprotection with UV-light activates the short-range hydrogen-bonds between the BTAs, which triggers the colloidal self-assembly. The evolution from the dispersed state to the clustered state is monitored by confocal microscopy. These results are further quantified by image analysis with simple routines using ImageJ and Matlab. This merger of supramolecular chemistry and colloidal science offers a direct route towards light- and thermo-responsive colloidal assembly encoded in the surface-grafted monolayer.

A protocol for the synthesis and characterization of colloids coated with supramolecular moieties is described. These supramolecular colloids undergo self-assembly upon the activation of the hydrogen-bonds between the surface-anchored molecules by UV-light.

Supramoleküler Kolloidlerin Sentezi ve Karakterizasyonu

Control over colloidal assembly is of utmost importance for the development of functional colloidal materials with tailored structural and mechanical ...

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

The chemical linking or bioconjugation of proteins to fluorescent dyes, drugs, polymers and other proteins has a broad range of applications, such as the development of antibody drug conjugates (ADCs) and nanomedicine, fluorescent microscopy and systems chemistry. For many of these applications, specificity of the bioconjugation method used is of prime concern. The Michael addition of maleimides with cysteine(s) on the target proteins is highly selective and proceeds rapidly under mild conditions, making it one of the most popular methods for protein bioconjugation.
We demonstrate here the modification of the only surface-accessible cysteine residue on yeast cytochrome c with a ruthenium(II) bisterpyridine maleimide. The protein bioconjugation is verified by gel electrophoresis and purified by aqueous-based fast protein liquid chromatography in 27% yield of isolated protein material. Structural characterization with MALDI-TOF MS and UV-Vis is then used to verify that the bioconjugation is successful. The protocol shown here is easily applicable to other cysteine - maleimide coupling of proteins to other proteins, dyes, drugs or polymers.

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

This protocol details the important steps required for the bioconjugation of a cysteine containing protein to a maleimide, including reagent purification, reaction conditions, bioconjugate purification and bioconjugate characterization.

Protein Bioconjugatlar sentezi<em&gt; yoluyla</em&gt; Sistein-maleimid Kimya

The chemical linking or bioconjugation of proteins to fluorescent dyes, drugs, polymers and other proteins has a broad range of applications, such as the ...

Insights into the Interactions of Amino Acids and Peptides with Inorganic Materials Using Single-Molecule Force Spectroscopy

The interactions between proteins or peptides and inorganic materials lead to several interesting processes. For example, combining proteins with minerals leads to the formation of composite materials with unique properties. In addition, the undesirable process of biofouling is initiated by the adsorption of biomolecules, mainly proteins, on surfaces. This organic layer is an adhesion layer for bacteria and allows them to interact with the surface. Understanding the fundamental forces that govern the interactions at the organic-inorganic interface is therefore important for many areas of research and could lead to the design of new materials for optical, mechanical and biomedical applications. This paper demonstrates a single-molecule force spectroscopy technique that utilizes an AFM to measure the adhesion force between either peptides or amino acids and well-defined inorganic surfaces. This technique involves a protocol for attaching the biomolecule to the AFM tip through a covalent flexible linker and single-molecule force spectroscopy measurements by atomic force microscope. In addition, an analysis of these measurements is included.

Here we present a protocol to measure the force of interactions between a well-defined inorganic surface and either peptides or amino acids by single-molecule force spectroscopy measurements using an atomic force microscope (AFM). The information obtained from the measurement is important to better understand the peptide-inorganic material interphase.

Tek Molekül Kuvvetleri Spektroskopisi kullanarak İnorganik Malzemelerle Amino Asitler ve Peptitler Etkileşimi içine Trendleri

The interactions between proteins or peptides and inorganic materials lead to several interesting processes. For example, combining proteins with minerals ...

Using Cyclic Voltammetry, UV-Vis-NIR, and EPR Spectroelectrochemistry to Analyze Organic Compounds

Cyclic voltammetry (CV) is a technique used in the analysis of organic compounds. When this technique is combined with electron paramagnetic resonance (EPR) or ultraviolet-visible and near-infrared (UV-Vis-NIR) spectroscopies, we obtain useful information such as electron affinity, ionization potential, band-gap energies, the type of charge carriers, and degradation information that can be used to synthesize stable organic electronic devices. In this study, we present electrochemical and spectroelectrochemical methods to analyze the processes occurring in active layers of an organic device as well as the generated charge carriers.

In this article, we describe electrochemical, electron paramagnetic resonance, and ultraviolet-visible and near-infrared spectroelectrochemical methods to analyze organic compounds for application in organic electronics.

Çevrimsel Voltammetry, UV-VIS-NIR ve EPR Spectroelectrochemistry organik bileşikleri analiz kullanarak

Cyclic voltammetry (CV) is a technique used in the analysis of organic compounds. When this technique is combined with electron paramagnetic resonance ...