ESIPT and FRET probes for monitoring nanoparticle polymer coating stability

Autores
Azcárate, Julio César; Diaz, Sebastian Andres; Fauerbach, Jonathan Arturo; Gillanders, Florencia; Rubert, Aldo Alberto; Jares, Elizabeth Andrea; Jovin, Thomas M.; Fonticelli, Mariano Hernan
Año de publicación
2017
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Coating strategies of inorganic nanoparticles (NPs) can provide properties unavailable to the NP core alone, such as targeting, specific sensing, and increased biocompatibility. Non-covalent amphiphilic NP capping polymers function via hydrophobic interactions with surface ligands and are extensively used to transfer NPs to aqueous media. For applications of coated NPs as actuators (sensors, markers, or for drug delivery) in a complex environment, such as biological systems, it is important to achieve a deep understanding of the factors affecting coating stability and behavior. We have designed a system that tests the coating stability of amphiphilic polymers through a simple fluorescent readout using either polarity sensing ESIPT (excited state intramolecular proton transfer) dyes or NP FRET (Förster resonance energy transfer). The stability of the coating was determined in response to changes in polarity, pH and ionic strength in the medium. Using the ESIPT system we observed linear changes in signal up to ∼20-25% v/v of co-solvent addition, constituting a break point. Based on such data, we propose a model for coating instability and the important adjustable parameters, such as the electrical charge distribution. FRET data provided confirmatory evidence for the model. The ESIPT dyes and FRET based methods represent new, simple tools for testing NP coating stability in complex environments.
Fil: Azcárate, Julio César. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina
Fil: Diaz, Sebastian Andres. Max Planck Institute For Biophysical Chemistry; Alemania
Fil: Fauerbach, Jonathan Arturo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono; Argentina
Fil: Gillanders, Florencia. Max Planck Institute For Biophysical Chemistry; Alemania. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Centro de Investigaciones en Bionanociencias ; Argentina
Fil: Rubert, Aldo Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina
Fil: Jares, Elizabeth Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono; Argentina
Fil: Jovin, Thomas M.. Max Planck Institute For Biophysical Chemistry; Alemania
Fil: Fonticelli, Mariano Hernan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina
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We have designed a system that tests the coating stability of amphiphilic polymers through a simple fluorescent readout using either polarity sensing ESIPT (excited state intramolecular proton transfer) dyes or NP FRET (Förster resonance energy transfer). The stability of the coating was determined in response to changes in polarity, pH and ionic strength in the medium. Using the ESIPT system we observed linear changes in signal up to ∼20-25% v/v of co-solvent addition, constituting a break point. Based on such data, we propose a model for coating instability and the important adjustable parameters, such as the electrical charge distribution. FRET data provided confirmatory evidence for the model. The ESIPT dyes and FRET based methods represent new, simple tools for testing NP coating stability in complex environments.Fil: Azcárate, Julio César. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Diaz, Sebastian Andres. Max Planck Institute For Biophysical Chemistry; AlemaniaFil: Fauerbach, Jonathan Arturo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono; ArgentinaFil: Gillanders, Florencia. Max Planck Institute For Biophysical Chemistry; Alemania. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Centro de Investigaciones en Bionanociencias ; ArgentinaFil: Rubert, Aldo Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. 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Fil: Azcárate, Julio César. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina
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