October 2, 2012

FLUOROPHORE AND DYE-ASSISTED DISPERSION OF CARBON NANOTUBES IN AQUEOUS SOLUTION


"Fluorophore and Dye-Assisted Dispersion of Carbon Nanotubes in Aqueous Solution". B. Koh, G. Kim, H. K. Yoon, J. B. Park, R. Kopelman, W. Cheng. LANGMUIR 28, 11676 (2012). DOI: 10.1021/la302004p

DNA short oligo, surfactant, peptides, and polymer-assisted dispersion of single-walled carbon nanotube (SWCNTs) in aqueous solution have been intensively studied. It has been suggested that van der Waals interaction, π–π stacking, and hydrophobic interaction are major factors that account for the SWCNTs dispersion. Fluorophore and dye molecules such as Rhodamine B and fluorescein have both hydrophilic and hydrophobic moieties. These molecules also contain π-conjugated systems that can potentially interact with SWCNTs to induce its dispersion. Through a systematic study, here we show that SWCNTs can be dispersed in aqueous solution in the presence of various fluorophore or dye molecules. However, the ability of a fluorophore or dye molecule to disperse SWCNTs is not correlated with the stability of the fluorophore/dye–SWCNT complex, suggesting that the on-rate of fluorophore/dye binding to SWCNTs may dominate the efficiency of this process. We also examined the uptake of fluorophore molecules by mammalian cells when these molecules formed complexes with SWCNTs. The results can have potential applications in the delivery of poor cell-penetrating fluorophore molecules.

Se ha estudiado intensamente la dispersión de nanotubos de carbono de pared sencilla (SWCNTs), asistida por polímeros, péptidos, tensoactivos, y ADN con oligos cortos en soluciones acuosas. Se ha sugerido que las interacciones de van der Waals, el apilamiento π–π, y las interacciones hidrofóbicas son los factores que contribuyen principalmente a la dispersión de los SWCNTs. Los fluoróforos y las moléculas de colorante tales como la Rodamina B y la fluoresceina poseen tanto entidades hidrofílicas como hidrofóbicas. Estas moléculas también contienen sistemas π de enlaces conjugados que potencialmente pueden interactuar con los SWCNTs para inducir su dispersión. Aquí se muestra, a través de un estudio sistemático, que los SWCNTs pueden dispersarse en soluciones acuosas en presencia de varios fluoróforos o moléculas de colorante. Sin embargo, la capacidad de los fluoróforos o moléculas de colorante para dispersar SWCNTs no está relacionada con la estabilidad de los complejos fluoróforo/colorante-SWCNT, lo cual sugiere que la razón de enlace entre los fluoróforos/colorantes y los SWCNTs puede dominar la eficiencia del proceso. También se examinó la captación de moléculas fluoróforo por células de mamíferos cuando estas moléculas formaron complejos con SWCNTs. Los resultados pueden tener aplicaciones potenciales en la liberación de moléculas fluoróforos con una pobre penetración celular.

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