方法文章

制定通过Nanoprecipitation技术嵌段聚合物纳米粒子

DOI：

10.3791/3398

⸱

2011年9月20日

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1Laboratory of Nano- and Translational Medicine, Department of Radiation Oncology, Lineberger Comprehensive Cancer Center, University of North Carolina School of Medicine, 2Carolina Center for Nanotechnology Excellence, University of North Carolina

本文内容

摘要

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本文介绍了nanoprecipitation方法使用嵌段共聚物的合成聚合物为基础的纳米粒子。我们将讨论合成的嵌段共聚物，nanoprecipitation技术，和潜在的应用。

摘要

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纳米技术是一项相对较新的科学的分支，它涉及到利用规模的纳米颗粒（纳米颗粒）的独特性能。纳米粒子可以被设计在一个精确的时尚，他们的规模，组成和表面化学可仔细控制。这使前所未有的自由，他们的货物的基本特性，如溶解度，扩散，生物分布，释放特性和免疫原性，修改一些。自创建以来，已经利用纳米粒子科学和医学的许多领域，包括药物递送，成像和细胞生物学 1-4 。但是，它并没有得到充分利用"纳米技术实验室"由于感知技术壁垒之外。在这篇文章中，我们描述了一个简单的方法合成的聚合物为基础的纳米颗粒平台，具有广泛的应用潜力。

第一步是合成一个嵌段共聚物，既是一个疏水区和亲水域。使用模型聚合物PLGA和PEG，我们描述了共轭反应，使用EDC / NHS的化学 5（图1） 。我们还讨论了聚合物的净化过程。合成的嵌段共聚物可以自组装在nanoprecipitation过程中通过疏水 - 亲水相互作用成​​纳米粒子。

所描述的聚合物纳米粒子是非常灵活。可以利用纳米颗粒的疏水核心，进行药物输送experiments6难溶性药物。此外，纳米粒子可以克服难溶性的分子生物学试剂，如渥曼青霉素，这就需要一个像DMSO溶剂，有毒溶剂的问题。然而，二甲基亚砜细胞毒性，干扰实验。这些难溶性药物和试剂，可以有效地交付使用聚合物纳米粒子的毒性极小。高分子纳米粒子也可以被载入与荧光染料和细胞内贩卖的研究利用。最后，这些聚合物纳米粒子可以通过表面的PEG目标配体的结合。这些有针对性的纳米粒子，可以利用标签或细胞中的7-10的特定抗原决定簇。

方案

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1。 PLGA - B - PEG聚合物的合成

  1. 聚（D，L -乳酸- CO -乙醇酸）（PLGA）终端羧基 - 羧酸（PLGA）是溶解在浓度为5mm的PLGA（材料一节中提到的）在任何溶剂。 PLGA可以在这个浓度轻轻搅拌溶解。
  2. 国民保健服务（分子量115.09）和EDC（分子量191.7）溶解在PLGA溶液浓度为25mm。 （EDC和NHS在添加了5次计量过剩相比，以PLGA）。 PLGA -羧酸转化为PLGA - NHS轻轻搅拌约1小时的PLGA - 羧酸溶液加入EDC和NHS。
  3. 反应产物PLGA - NHS加入甲醇洗涤液沉淀出来。约10倍体积的甲醇过量添加到解决方案。解决的办法是在2000年的离心XG沉淀出PLGA - NHS和上清液（EDC和NHS删除的痕迹，这与甲醇洗涤过程至少重复3次。
  4. PLGA - NHS颗粒是下一个30分钟的洗涤液中取出任何痕迹的真空干燥。
  5. 现在重新PLGA - NHS沉淀溶解在相同的溶剂，在相同浓度最初是用来溶解的PLGA。异型聚乙二醇（胺 - 聚乙二醇 - 羧酸），然后加入浓度为5mm的PLGA溶液（配比1:1）。混合溶液中孵育24小时并不断搅拌。
  6. 24小时后，反应产物PLGA - B - PEG嵌段共聚物沉淀，加入过量的洗涤液甲醇。重复三次以上所述的洗衣机和离心过程。这将删除所有多余的未反应的聚乙二醇。
  7. PLGA - B - PEG嵌段共聚物，是在真空条件下干燥....

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讨论

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nanoprecipitation方法使用嵌段共聚物是一种简单，快速的方法，工程师聚合物纳米粒子。由此产生的纳米粒子组成一个疏水核心，可用于难溶化合物的交付使用。表面的亲水层，使优良的水溶性，同时提供了可能进一步靶向配体共轭基团。

有许多纳米颗粒平台，包括脂质体，聚合物纳米粒子，树枝状，金属粒子，量子点14。在这些平台中，聚合物纳米粒子的平台是一个最简单的制定和应用方面最多才多艺的。它需要最少的设备安装和技术可以在几个小时的经验。它还具有广泛的应用范围，并在体外和体内的应用使得其生物相容性。它能够携带货物，使成像和治疗能力。

这里介绍的EDC / NHS的化学生成的嵌段共聚物。然而，嵌段共聚物，可以使用不同的催化剂合成。另一种常用的催化剂辛酸亚锡。端羟基聚乙二醇用作启动组，合成的嵌段共聚物。环聚合羟基聚乙二醇或monomethoxy聚乙二醇发起的乳酸和乙醇酸可以导致ABA或AB型嵌段共聚物分别为15。这种制备方法的设计提供了更多的灵活性，但是EDC / NHS的化.......

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披露

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没有利益冲突的声明。

致谢

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这项工作是由对抗癌症，卡罗来纳州为纳米技术卓越试点补助，大学癌症研究基金会和国家卫生研究所的K - 12的职业发展奖中心的高尔夫球手。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
试剂 公司 目录编号 评论
东区区议会 Thermo Scientific的 22980 共轭试剂
NHS的 Thermo Scientific的 24500 共轭试剂
胺聚乙二醇 - 羧酸 Laysan生物公司 NH2 - PEG - CM - 5000 聚合物（可以使用任何的PEG兆瓦，5000这里列出）
PLGA - carbxylate Lactel B6013 - 2 聚合物
二氯甲烷（DCM） Sigma - Aldrich公司 34856 溶剂
乙腈>纯度达99％ Sigma - Aldrich公司 34851 溶剂
甲醇>纯度达99％ Sigma - Aldrich公司 34860 洗

参考文献

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  1. Drotleffa, S., Lungwitz, U., Breuniga, M., Dennis, A., Blunk, T., Tessmarc, J., Goëpferich, A. Biomimetic polymers in pharmaceutical and biomedical sciences. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 58, 385-407 (2004).
  2. Bulte, J. W. M. Nanoparticles in Biomedical Imaging

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标签

PLGA PEG EDC NHS

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