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Bioengineering

Hydrophobic और हाइड्रोफिलिक यौगिकों में बहुलक नैनोकणों के encapsulation के लिए फ्लैश NanoPrecipitation

Published: January 7, 2019 doi: 10.3791/58757
Automatic Translation
, , , ,
1Department of Chemical and Biological Engineering, Princeton University

Summary

Flash NanoPrecipitation (FNP) पॉलिमर कोर-शैल नैनोकणों का उत्पादन करने के लिए एक स्केलेबल दृष्टिकोण है । hydrophobic या हाइड्रोफिलिक चिकित्सीय उपचार के encapsulation के लिए प्रयोगशाला पैमाने योगों का वर्णन किया गया है ।

Abstract

नैनोकणों (एनपीए) में एक चिकित्सीय यौगिक के निर्माण अद्वितीय गुण प्रदान कर सकते हैं । खराब पानी में घुलनशील दवाओं के लिए, एनपी योगों जैव उपलब्धता में सुधार और शरीर के भीतर दवा वितरण को संशोधित कर सकते हैं । पेप्टाइड्स या प्रोटीन की तरह हाइड्रोफिलिक दवाओं के लिए, एनपीएस के भीतर encapsulation भी प्राकृतिक मंजूरी तंत्र से सुरक्षा प्रदान कर सकते हैं । वहां बहुलक एनपीएस के उत्पादन के लिए कुछ तकनीकों है कि स्केलेबल हैं । Flash NanoPrecipitation (FNP) एक प्रक्रिया है कि geometries मिश्रण इंजीनियर का उपयोग करता है के लिए संकीर्ण आकार वितरण और 30 और ४०० एनएम के बीच स्वरित्र आकार के साथ एनपीएस का उत्पादन । इस प्रोटोकॉल FNP का उपयोग कर एक लक्ष्य आकार के कोर-शैल पॉलिमर नैनोकणों के प्रयोगशाला पैमाने पर उत्पादन के निर्देश प्रदान करता है । प्रोटोकॉल या तो हाइड्रोफिलिक या केवल मामूली संशोधनों के साथ hydrophobic यौगिकों encapsulate लागू किया जा सकता है । तकनीक को आसानी से मिलीग्राम पैमाने पर प्रयोगशाला में नियोजित किया जा सकता है स्क्रीन योगों । लीड हिट्स सीधे चना-और किलोग्राम-स्केल तक स्केल किए जा सकते हैं । एक सतत प्रक्रिया के रूप में, स्केल-अप अब नई प्रक्रिया वाहिकाओं के बजाय अनुवाद की प्रक्रिया चलाने के समय मिश्रण शामिल है । FNP द्वारा उत्पादित एनपीएस अत्यधिक चिकित्सकीय के साथ भरी हुई हैं, एक घने स्थिर बहुलक ब्रश सुविधा, और ± 6% का एक आकार reproducibility है ।

Introduction

1990 के दशक के बाद से, वहां नैदानिक परीक्षण1,2मैटीरियल्स रोजगार की संख्या में लगातार वृद्धि हुई है । बढ़ती ब्याज hydrophobic दवाओं की जैव उपलब्धता में सुधार करने के लिए और3शरीर के भीतर अधिमान लक्ष्यीकरण सक्षम करने के लिए मैटीरियल्स के वादे को दर्शाता है । बहुलक नैनोकणों (नैनोकणों या एनपीएस के रूप में संदर्भित यहां) सामग्री के इस वर्ग की बढ़ती अनुपात का प्रतिनिधित्व2। एनपीएस में रुचि हुई है क्योंकि उनके पास अत्यधिक स्वरित्र गुण हैं जैसे आकार, संरचना, और भूतल functionalization4. जब खराब घुलनशील दवाओं के प्रशासन के लिए आवेदन किया, एनपीएस अक्सर एक कोर-शैल संरचना जहां चिकित्सकीय hydrophobic कोर में समझाया गया है और खोल एक हाइड्रोफिलिक बहुलक ब्रश के होते हैं । इस संरचना उत्पंन करने के लिए एक सरल तरीका एक amphiphilic diblock copolymer (BCP) एक क्षरण hydrophobic ब्लॉक, जो कण कोर का हिस्सा है, और एक हाइड्रोफिलिक पाली (ईथीलीन ग्लाइकोल) (खूंटी) ब्लॉक, जो बहुलक ब्रश रूपों से मिलकर काम करता है और बीटेक steric स्थिरीकरण4,5.

Nanoprecipitation बहुलक नैनोकणों के लिए एक आम निर्माण तकनीक है क्योंकि यह सरल और ऊर्जा गहन नहीं है6। इसके सरलतम रूप में, nanoprecipitation में NP घटकों के पिपेट के अतिरिक्त शामिल है एसीटोन की तरह एक कार्बनिक विलायक में उभारा पानी की एक अतिरिक्त मात्रा के लिए । एक पतला करने के लिए विलायक में परिवर्तन अघुलनशील कोर घटक के वर्षण में जलीय समाधान परिणाम । इस बढ़ते कण की सतह पर स्थिरता इक्ट्ठा, ढह hydrophobic ब्लॉक7,8,9,10के सोखना द्वारा निर्देशित । एक समान कण आकार वितरण विलायक और पानी तेजी से एक सजातीय समाधान बनाने के लिए मिश्रण जब प्राप्त की है । मिश्रण है कि nucleation और एक बड़ा, अधिक polydisperse कण जनसंख्या में घटकों के परिणामों की विधानसभा से धीमी है । एक सरल परीक्षण के लिए आसानी से सुलभ हालांकि, मिश्रण विसंगति के कारण व्यापक परिवर्तनशीलता में उभारा बैच दृष्टिकोण परिणाम है और स्केल करने के लिए उत्तरदायी नहीं है-6,11. Microfluidics एनपी उत्पादन के लिए एक और अवसर के रूप में उभरा है कि लगातार चला जा सकता है । उत्पादन का यह मतलब हाल ही में डिंग एट अल द्वारा समीक्षा की गई है । 11 . एक आम दृष्टिकोण उप माइक्रोन मूल्यों के लिए विलायक लंबाई पैमाने को कम करने के लिए ध्यान केंद्रित लामिना प्रवाह का उपयोग करता है । antisolvent के मिश्रण प्रसार द्वारा होता है, इसलिए छोटे प्रवाह आयामों को वर्दी11,12कणों को सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण हैं । स्केल-अप के लिए एकाधिक microfluidic कक्षों की Parallelization बड़े उत्पादन वॉल्यूंस के लिए समस्याग्रस्त है ।

तेजी से मिश्रण की स्थिति है कि microfluidics में वर्दी nanoprecipitation एहसान वैकल्पिक रूप से सिमटे, अशांत प्रवाह में उत्पादित किया जा सकता है । Flash NanoPrecipitation (FNP) flowrates के साथ संभव से उच्च volumetric microfluidics के तहत इन शर्तों को प्राप्त करने के लिए विशेष मिश्रण geometries को रोजगार । प्रवेश धाराओं अशांत शर्तों के तहत एक मिश्रण चैंबर में प्रवेश कि भेंवर की पीढ़ी के लिए सीसा, ताकि विलायक/विरोधी विलायक lamellae प्रसार की लंबाई पैमाने पर11,13फार्म । इस प्रकार, एक nucleation की तुलना में कम समय पैमाने पर मिश्रण और चिकित्सीय के विकास की वर्दी हासिल की है । मिक्सर की सीमित ज्यामिति क्षेत्र जहां अशांत ऊर्जा अपव्यय होता है और पूरे सिस्टम एक ही प्रक्रिया इतिहास13अनुभव के दरकिनार धारा की अनुमति नहीं है । Nucleation मिश्रण चैंबर और कण विकास आय में समान रूप से होता है जब तक की सतह9,14पर BCP के विधानसभा द्वारा रोका । स्थिर कणों से युक्त मिश्रित धारा तो15,16,17कणों के Ostwald पकने को दबाने के लिए अतिरिक्त antisolvent के साथ पतला हो सकता है ।

एक सीमित pinging जेट (CIJ) मिक्सर FNP के लिए सरलतम मिक्सर डिजाइन है और एक स्केलेबल और निरंतर फैशन में दो धाराओं के मिश्रण परमिट, के रूप में चित्र 1a13में दिखाया गया है । एक बहु प्रवेश भंवर मिक्सर (MIVM) अभी भी वर्दी कण गठन के लिए आवश्यक तेजी से micromixing प्राप्त करते हुए चार अलग धारा आदानों को सक्षम करने के लिए विकसित किया गया था, के रूप में चित्र 1b18में दिखाया गया है । FNP सरल निर्माण स्क्रीनिंग है कि आसानी से वाणिज्यिक पैमाने पर उत्पादन के लिए अनुवाद किया जा सकता है सक्षम बनाता है । इस प्रक्रिया की सतत प्रकृति के कारण, बड़ा बैच आकार नए जहाजों की आवश्यकता नहीं है बल्कि अब समय चलाते हैं, एक ही उपकरण ट्रेन में किलोग्राम पैमाने पर उत्पादन के लिए सरल अनुवाद को सक्षम करने ।

हाइड्रोफिलिक यौगिकों जैसे पेप्टाइड्स और प्रोटीन (' एक तर्क ') भी एक प्रक्रिया में समझाया जा सकता व्युत्क्रम फ़्लैश NanoPrecipitation (iFNP) । तकनीक एक amphiphilic BCP जहां एक ब्लॉक hydrophobic है और दूसरे एक polyacid19की आवश्यकता है । प्रारंभिक चरण में तेजी से एक dimethyl sulfoxide (DMSO) जीवविज्ञान और lipophilic या dichloromethane जैसे क्लोरोफॉर्म विलायक के खिलाफ BCP युक्त धारा के मिश्रण शामिल है । hydrophobic ब्लॉक ब्रश के साथ स्थिर कणों के गठन में यह परिणाम है । यहां, इस तरह एक वास्तुकला एक ' उल्टे ' एनपी का कार्यकाल होगा । कोर polyacid है, जो तो है ईओण का उपयोग कर एक multivalent कटियन crosslinked शामिल हैं । यह microparticles के रूप में एक जलीय वातावरण में प्रसंस्करण के लिए कणों स्थिर या खूंटी नैनोकणों तकनीक है कि19,20,21में सूचित किया गया है द्वारा लेपित ।

इस प्रोटोकॉल प्रयोगशाला के पैमाने पर उत्पादन के लिए नियोजित किया जा सकता है बहुलक कोर-शैल नैनोकणों encapsulating या तो hydrophobic या हाइड्रोफिलिक यौगिकों । प्रोटोकॉल की उपधाराएं दोनों मिक्सर कक्षाएं-the CIJ और MIVM के उपयोग पर निर्देश प्रदान करते हैं । पाठक को उपंयास कोर घटकों के लिए प्रोटोकॉल अनुकूलन और reproducibly एक वांछित आकार के नैनोकणों उत्पंन करने में सक्षम होना चाहिए धारा जानकारी के लिए उपयुक्त मिक्सर का उपयोग कर । तीन उदाहरण FNP और iFNP का उपयोग कर योगों नीचे प्रस्तुत कर रहे हैं । दो CIJ मिक्सर को रोजगार और एक MIVM15,22की आवश्यकता है । पहला निर्माण FNP द्वारा एक मॉडल hydrophobic यौगिक के encapsulation को दर्शाता है । दूसरा निर्माण एक CIJ मिक्सर में iFNP द्वारा एक मॉडल हाइड्रोफिलिक यौगिक के encapsulation को दर्शाता है. अंतिम निर्माण एक MIVM का उपयोग iFNP द्वारा प्रोटीन encapsulation का एक उदाहरण प्रदान करता है । इस तीसरे सूत्रीकरण के लिए प्रोटोकॉल एक छोटे पैमाने के उपयोग का वर्णन, handheld MIVM ' μMIVM । मिक्सर डिजाइन सरलीकृत तैयार स्क्रीनिंग के लिए अनुमति देने के लिए छोटा है, लेकिन स्केलिंग व्यवहार अच्छी तरह से समझ में आता है और मिक्सर एक microfluidic डिवाइस22नहीं है. प्रोटोकॉल के अंतिम खंड पैमाने पर कुछ नोट्स शामिल लीड स्क्रीनिंग में पहचान की योगों के ऊपर । इन योगों प्रक्रिया सीखने के लिए पहुँच बिंदु प्रदान करने के लिए अभिप्रेत है और फलस्वरूप गैर-ह्रासी पाली (styrene)-आधारित पॉलिमर का उपयोग करें । वैकल्पिक स्थिरता साहित्य में वर्णित किया गया है, के साथ एक नंबर के साथ संगत वाणिज्यिक विकल्प उपलब्ध14,23,24।

Protocol

1. एक CIJ मिक्सर का उपयोग कर पॉलिमर एनपीएस में Hydrophobic यौगिकों का encapsulation

  1. तैयार और स्वच्छ उपकरण ।
    1. खरीद और एक CIJ मिक्सर मांय ।
      नोट: निर्माण मार्गदर्शन के लिए पूरक जानकारी अनुभाग 1 देखें. सीएडी फ़ाइलों के रूप में अच्छी तरह से पूरक जानकारी के रूप में उपलब्ध हैं ।
    2. प्रत्येक उपयोग से पहले, सुनिश्चित करें कि CIJ मिक्सर पर सभी फिटिंग सुखद हैं और आउटलेट टयूबिंग तुला या चुटकी नहीं है ।
    3. एक धुएं डाकू में, एक 5 मिलीलीटर luer लॉक प्रत्येक प्रवेश अनुकूलक के लिए विलायक के 2-3 मिलीलीटर युक्त सिरिंज देते हैं । हाल ही में मिक्सर में इस्तेमाल किसी भी यौगिकों को साफ करेंगे कि एक विलायक (eg, एसीटोन) का चयन करें ।
      नोट: ठेठ चयन एसीटोन या tetrahydrofuran (THF) हैं । केवल इस तरह के नमकीन पानी के रूप में विलायक संगतता समस्याओं से बचने के लिए रबड़ ओ-रिंग सील plungers के साथ सीरिंज का प्रयोग न करें ।
    4. CIJ असेंबली एक अपशिष्ट कंटेनर पर सेट करें ।
      नोट: CIJ शरीर से छोटे खोलने के साथ एक कुप्पी अच्छी तरह से काम करता है के रूप में इस मिक्सर का समर्थन और सीरिंज के आसान आपरेशन की अनुमति देता है.
    5. लगातार कुछ सेकंड से अधिक मिश्रण चैंबर के माध्यम से सामग्री खाली करने के लिए सिरिंज plungers दबाना. सीरिंज को निकाल लें ।
      नोट: सीरिंज बनाए रखा जा सकता है और FNP रन के बीच सफाई के कई दौर के लिए reused ।
    6. एक N2 धारा का उपयोग कर CIJ मिक्सर आंतरिक सूखी । एक पुरुष एक N2 लाइन के अंत पर luer एडेप्टर प्रभावी है ।
      नोट: यदि सफाई विलायक अस्थिर नहीं है (जैसे, DMSO), कदम 1.1.6 करने के लिए आगे बढ़ने से पहले एसीटोन या THF के साथ 1.1.3-1.1.5 कदम दोहराएं । यह रन-टू-रन संगति के लिए अवशिष्ट विलायक को हटाने के लिए महत्वपूर्ण है ।
  2. लक्ष्य रचनाओं पर विलायक और antisolvent धाराओं तैयार करते हैं ।
    1. FNP रन की वांछित संख्या को पूरा करने के लिए पर्याप्त मात्रा में hydrophobic यौगिक (यानी, विटामिन ई) को अस्थिर THF में 10 मिलीग्राम/ प्रति रन की जरूरत से थोड़ा अधिक तैयार करते हैं ।
      नोट: अंय सॉल्वैंट्स इन चरणों में इस्तेमाल किया जा सकता है, चर्चा अनुभाग में बाधाओं के अधीन । यदि THF को रोजगार, स्थिरता मुक्त विलायक की सिफारिश की है क्योंकि butylated hydroxytoluene कम जलीय घुलनशीलता है । पेरोक्साइड buildup से बचने के लिए सावधानी का प्रयोग करें (पेरोक्साइड परीक्षण सहित) और ध्यान रखें कि पेरोक्साइड के निम्न स्तर कुछ NP अनुप्रयोगों के साथ हस्तक्षेप कर सकते हैं (जैसे, रंजक की ब्लीचिंग).
    2. घुल जब तक एक भंवर मिक्सर पर विटामिन ई समाधान मिश्रण ।
      नोट: कुछ यौगिकों के लिए, 1-2 मिनट के लिए स्नान sonication एक भंग समाधान पैदा करने में सहायता कर सकते हैं । यह महत्वपूर्ण है कि सभी एनपी घटकों को आणविक रूप से भंग कर रहे हैं ।
    3. ब्लॉक copolymer स्थिरता (यानी, पाली (styrene)-बी-पाली (ईथीलीन ग्लाइकोल), पी एस1.6 k-b-खूंटी5k) में THF में 10 मिलीग्राम/एमएल में लगभग एक ही मात्रा में कदम 1.2.1 बहुलक समाधान के रूप में ।
      नोट: अंय सॉल्वैंट्स का इस्तेमाल किया जा सकता है, चर्चा अनुभाग में विस्तृत बाधाओं के अधीन ।
    4. घुल जब तक एक भंवर मिक्सर के साथ बहुलक समाधान मिश्रण । यदि आवश्यक हो, ठोस विघटन में सहायता करने के लिए 1-2 मिनट के लिए एक sonication स्नान में समाधान रखें ।
      नोट: बहुलक किसी micellar रूप में नहीं हो सकता । डायनेमिक लाइट कैटरिंग (DLS) यह निर्धारित करने के लिए एक उपयोगी उपकरण हो सकता है कि क्या नई स्ट्रीम संरचना इस कसौटी को पूरा करती है ।
    5. दोनों विटामिन ई और स्थिरता (५०% विटामिन ई लोड हो रहा है) पहले pipetting ०.२५ एमएल द्वारा विटामिन ई समाधान के एक १.५ एमएल केंद्रापसारक ट्यूब में से 5 मिलीग्राम/ फिर एक ही ट्यूब में बहुलक समाधान के ०.२५ मिलीलीटर पिपेट ।
      नोट: ०.५ मिलीलीटर प्रति रन से बड़ा खंड अलग सिरिंज आकार के साथ व्यवहार्य हैं । 10 मिलीलीटर इनपुट मात्रा से ऊपर, यह एक सिरिंज पंप का उपयोग करने के लिए व्यावहारिक है.
    6. 5-10 एस के लिए एक भंवर मिक्सर पर अच्छी तरह से मिश्रण । वैकल्पिक रूप से, 5-10 एस के लिए १००० x g पर ट्यूब के लिए किसी भी टोपी है, जो CIJ रन के बीच reproducibility में सुधार तरल वसूली के लिए फंस ।
    7. पिपेट ०.५२५ antisolvent धारा के रूप में एक दूसरे में १.५ मिलीलीटर केंद्रापसारक ट्यूब में जल की मिलीलीटर ।
      नोट: यह अतिरिक्त antisolvent है, जो यह सुनिश्चित करता है कि विलायक स्ट्रीम कभी antisolvent मौजूद बिना मिश्रण चैंबर में प्रवेश करती है बेहतर है । कुछ मामलों में जहां विलायक/antisolvent मिश्रण में नमक घुलनशीलता सीमित नहीं है, बफर जलीय प्रणालियों इस्तेमाल किया जा सकता है ।
    8. पिपेट पानी के 4 मिलीलीटर एक 20 मिलीलीटर की शीशी या एक शमन स्नान के रूप में अंय उपयुक्त कंटेनर में । शीशी में एक छोटे से चुंबकीय हलचल पट्टी रखें ।
      नोट: बुझाने स्नान 10% करने के लिए अंतिम विलायक सामग्री कम से15मात्रा,17द्वारा Ostwald पकने कम कर देता है । यह खंड पता प्रक्रिया बाधाओं को समायोजित किया जा सकता है और सीधे इनपुट स्ट्रीम वॉल्यूम के साथ स्केल किया जा सकता है ।
  3. CIJ मिक्सर का उपयोग करके FNP द्वारा एनपीएस का उत्पादन ।
    1. एक धुएं हुड में एक हलचल प्लेट पर साफ CIJ मिक्सर नीचे खुला बुझाने स्नान शीशी स्थिति । एक व्यावहारिक विंयास एक ५० मिलीलीटर परीक्षण ट्यूब रैक ब्लॉक का उपयोग करता है नीचे शीशी और आउटलेट टयूबिंग शीशी में निर्देशित के साथ CIJ मिक्सर का समर्थन । ओरिएंटेशन के लिए चित्र 1a देखें ।
    2. लगभग ७५% अधिकतम गति पर चुंबकीय हलचल बार के माध्यम से बुझाने स्नान सरगर्मी शुरू करो ।
    3. एक 1 मिलीलीटर के एक कुंद टिप सुई के साथ सज्जित सिरिंज का प्रयोग, antisolvent ट्यूब से पूरी मात्रा आकर्षित ।
      नोट: संगतता चिंताओं से बचने के लिए एक रबर ओ-रिंग सील शामिल सीरिंज का उपयोग न करें । बड़ा प्रवेश संस्करणों के लिए, एक उचित आकार luer लॉक सिरिंज का उपयोग करें । सिरिंज आउटलेट सिरिंज अक्ष पर केंद्रित किया जाना चाहिए या यह अवसाद के दौरान अस्थिर हो जाएगा.
    4. ध्यान से सिरिंज से सभी हवा के बुलबुले निकालें और कुंद टिप सुई को हटाने, एक sharps कंटेनर में निपटान.
    5. प्राइम गोताख़ोर इतना है कि धारा बस सिरिंज खोलने के लिए आता है । CIJ प्रवेश फिटिंग में से एक को सिरिंज संलग्न ।
    6. दोहराएँ कदम 1.3.3-विलायक समाधान के लिए 1.3.5.
    7. तेजी से, सुचारू रूप से, और समान रूप से हाथ की गेंद रखकर एक ही समय में सीरिंज दबाना, हाथ की हथेली, या एक अंगूठे plungers के शीर्ष पर व्यक्तिगत पसंद के आधार पर प्रत्येक । प्रवाह को बुझा स्नान शीशी में ले लीजिए ।
      नोट: एक ०.५ एमएल इनपुट से कम ०.५ एस में उदास होना चाहिए ।
    8. अभी भी संलग्न सीरिंज के साथCIJ मिक्सर अलग सेट । हलचल बार निकालें और शीशी टोपी, जो अब एक कोर के साथ NP फैलाव-शैल कण संरचना (चित्रा 1C) शामिल हैं ।
    9. एक अपशिष्ट समाधान कंटेनर पर मिक्सर पकड़ो और सिरिंजों को हटा दें. होल्ड-अप मात्रा (के बारे में ०.२५ मिलीलीटर) फिर बाहर नाली जाएगा । इस्तेमाल किया सीरिंज के निपटान और अगले FNP परीक्षण से पहले सफाई कदम १.१ दोहराने ।
      नोट: होल्ड-अप वॉल्यूम को एनपीए युक्त शीशी में खाली करने की अनुमति न दें क्योंकि इससे नमूना एकरूपता में नकारात्मक प्रभाव पड़ेगा ।
  4. विश्लेषण और एनपी फैलाव के बाद प्रसंस्करण प्रदर्शन ।
    1. np DLS का उपयोग कर आकार को चिह्नित करने के लिए, पिपेट १०० एनपी फैलाव के एक प्लास्टिक cuvette में μL और शमन स्नान विलायक (जैसे, पानी) के ९०० μL जोड़ें ।
      नोट: कम वॉल्यूम cuvettes के लिए छोटे वॉल्यूम का उपयोग किया जा सकता है । एक 10 गुना कमजोर पड़ने आम तौर पर पर्याप्त है ।
    2. pipetting ऊपर और नीचे या हल्के मिलाते द्वारा अच्छी तरह से मिलाएं । नमूना का विश्लेषण करने के लिए साधन-विशिष्ट निर्देशों का पालन करें ।
      नोट: जैसे जीटा संभावित विश्लेषण या इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के रूप में वैकल्पिक लक्षण वर्णन तकनीक की आवश्यकता के रूप में किया जा सकता है । NP फैलाव आगे आवेदन द्वारा तय की और चर्चा अनुभाग में की समीक्षा के रूप में संसाधित किया जा सकता है ।

2. एक CIJ मिक्सर का उपयोग कर औंधा एनपीएस में हाइड्रोफिलिक यौगिकों का encapsulation

  1. धुएं हूड में विलायक, antisolvent, और शमन समाधान तैयार करें ।
    1. सफाई और तैयारी चरण १.१ में वर्णित प्रक्रियाओं को पूरा करें, एक सफाई विलायक के रूप में DMSO का उपयोग कर और कदम 1.1.6 में नोट करने के लिए पालन THF के साथ एक दूसरे कुल्ला पूरा करें ।
    2. हाइड्रोफिलिक यौगिक भंग (अर्थात, माल्टोडेक्सट्रिन (md) के साथ डेक्सट्रोज समकक्ष (DE) के 4-7, औसत आणविक भार = ३,२७५ g/मोल, "3k md") DMSO में 10 मिलीग्राम/एमएल में पर्याप्त मात्रा में FNP रन की वांछित संख्या को पूरा करने के लिए ।
      नोट: अंय सॉल्वैंट्स का इस्तेमाल किया जा सकता है, चर्चा अनुभाग में उल्लिखित बाधाओं के अधीन ।
    3. घुल जब तक एक भंवर मिक्सर के साथ माल्टोडेक्सट्रिन समाधान मिश्रण । यदि आवश्यक हो, ठोस विघटन में सहायता करने के लिए 1-2 मिनट के लिए एक sonication स्नान में समाधान रखें ।
    4. एक ब्लॉक copolymer स्थिरता बनाने (यानी, पाली (styrene)-बी-पाली (एक्रिलिक एसिड), PS5k-b-पा4.8 k) स्टॉक समाधान THF में लगभग एक ही मात्रा में ११.१ मिलीग्राम/एमएल में कदम 2.1.2 बहुलक समाधान के रूप में .
      नोट: अन्य सॉल्वैंट्स और स्थिरता सांद्रता इस्तेमाल किया जा सकता है । DMSO आसानी से THF के स्थान पर एक विलायक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है ।
    5. घुल जब तक एक भंवर मिक्सर के साथ बहुलक समाधान मिश्रण । यदि आवश्यक हो, ठोस विघटन में सहायता करने के लिए 1-2 मिनट के लिए एक sonication स्नान में समाधान रखें ।
      नोट: बहुलक इनपुट एक micellar रूप में नहीं हो सकता । DLS के लिए यह निर्धारित किया जा सकता है कि एक नई धारा रचना इस कसौटी से मिलती है.
    6. 3k एमडी समाधान के ०.२५० मिलीलीटर, बहुलक समाधान के ०.२२५ मिलीलीटर, और ०.०२५ मिलीलीटर जल-विलायक धारा इनपुट (०.५ एमएल) निंनलिखित के संयोजन में, क्रम में, एक १.५ मिलीलीटर केंद्रापसारक ट्यूब में तैयार ।
      नोट: इस धारा के जल सामग्री NP आकार और polydispersity पर एक मजबूत प्रभाव पड़ता है । आम तौर पर यह सबसे अच्छा 2.5-10 vol% रेंज20में संचालित है । सीमा के उच्च अंत पर मान बड़ा आणविक वजन यौगिकों के encapsulation में मदद कर सकते हैं ।
    7. 5-10 एस के लिए एक भंवर मिक्सर पर अच्छी तरह से मिक्स ।
    8. वैकल्पिक, 5-10 एस के लिए १००० x g पर ट्यूब के लिए किसी भी टोपी है, जो CIJ रन के बीच reproducibility में सुधार तरल अटक ठीक हो ।
    9. २५.० मिलीग्राम/एमएल में कैल्शियम क्लोराइड (CaCl2) डाईहाइड्रेट मेथनॉल में crosslinker समाधान तैयार करें ।
      नोट: crosslinker पा ब्लॉक में एसिड समूहों को 1:1 चार्ज अनुपात में जोड़ा जाएगा । तदनुसार एकाग्रता समायोजित करें यदि एक अलग crosslinker प्रयोग किया जाता है या यदि एक अलग पा ब्लॉक आकार या बहुलक एकाग्रता20,21का उपयोग किया जाता है ।
    10. एक microcentrifuge ट्यूब में क्लोरोफॉर्म की pipetting ०.५ एमएल और crosslinker समाधान (०.५५ मिलीलीटर कुल) के ०.०५ मिलीलीटर द्वारा antisolvent स्ट्रीम तैयार करें ।
      नोट: अंय स्वीकार्य antisolvents ब्लॉक copolymer विकल्प द्वारा तय कर रहे है और आम तौर पर dichloromethane या एसीटोन शामिल हैं । crosslinker बजाय बुझाने स्नान करने के लिए जोड़ा जा सकता है, एनपी फैलाव के अतिरिक्त उंर बढ़ने के साथ crosslink गठन20के लिए अनुमति देते हैं ।
    11. 5-10 एस के लिए एक भंवर मिक्सर पर अच्छी तरह से मिक्स ।
    12. वैकल्पिक, 5-10 एस के लिए १००० x g पर ट्यूब के लिए किसी भी टोपी है, जो CIJ रन के बीच reproducibility में सुधार तरल अटक ठीक हो ।
    13. antisolvent के 4 मिलीलीटर (यानी, क्लोरोफॉर्म) एक 20 मिलीलीटर जुटाना शीशी के लिए शमन स्नान फार्म जोड़ें । शीशी में एक छोटे से चुंबकीय हलचल पट्टी रखें ।
      नोट: यह खंड पता प्रक्रिया बाधाओं के लिए समायोजित किया जा सकता है ।
  2. चरण १.३ में वर्णित के रूप में NP गठन के लिए प्रोटोकॉल को पूरा करें ।
  3. विश्लेषण और एनपी फैलाव के बाद प्रसंस्करण प्रदर्शन ।
    1. np DLS का उपयोग कर आकार, पिपेट १०० एनपी फैलाव के एक गिलास cuvette में μL और शमन स्नान के लिए इस्तेमाल विलायक के ९०० μL जोड़ने विशेषताएं ।
    2. pipetting ऊपर और नीचे या cuvette के प्रकाश आंदोलन द्वारा अच्छी तरह से मिलाएं । नमूना का विश्लेषण करने के लिए सॉफ़्टवेयर निर्देशों का पालन करें ।
      नोट: एनपीएस के Crosslinking को DMSO या dimethylformamide (DMF) जैसे अच्छे विलायक का उपयोग करके DLS DLS20के रूप में गुणात्मक रूप से मूल्यांकन किया जा सकता है । कणों जो छुरा crosslinked कण आकार में न्यूनतम परिवर्तन के साथ विलायक में एक सहसंबंध समारोह प्रदर्शन करेंगे । खराब crosslinked कणों प्रफुल्लित और एक कमजोर सहसंबंध समारोह और तितर बितर शक्ति21प्रदर्शन ।
    3. वैकल्पिक रूप से, ऐसे अमोनिया के रूप में एक आधार है, जोड़ने के लिए ईओण का रंग ड्राइव और कण कोर में crosslinking को मजबूत ।
      1. वैकल्पिक रूप से, अमोनियम हीड्राकसीड सॉल्यूशन (आमतौर पर, 30 wt% अमोनिया) का उपयोग करके मेथनॉल gravimetrically में अमोनिया के ३.४८ मिलीग्राम/एमएल समाधान तैयार करें । जोड़ें ५० μL (अर्थात्, बहुलक पर एसिड समूहों के लिए संमान के साथ ०.६ समकक्ष) सरगर्मी के साथ dropwise ।
        नोट: समकक्ष या तो एकाग्रता या मात्रा में अलग से वांछित समायोजित किया जा सकता25जोड़ा.
      2. वैकल्पिक, उंर नहीं crosslinking के लिए हल्के सरगर्मी के साथ कोई कम से 30 मिनट हो ।
    4. या तो microparticles या लेपित एनपीएस के रूप में साहित्य19,20,21में वर्णित उत्पादन के लिए NP फैलाव की प्रक्रिया ।

3. एक μMIVM का उपयोग कर औंधा एनपीएस में Ovalbumin का encapsulation

  1. विलायक और antisolvent समाधान तैयार करें ।
    1. एक ५० मिलीग्राम/एमएल ovalbumin के समाधान जल ("ओवा") में तैयार ।
    2. समाधान के ०.७५ मिलीलीटर तैयार एक १.५ मिलीलीटर केंद्रापसारक ट्यूब में कमजोर द्वारा ७५ μL के साथ ओवा समाधान के ०.६७५ मिलीलीटर DMSO की मात्रा से 10% पानी युक्त DMSO में ओवा का एक 5 मिलीग्राम/ अच्छी तरह से मिश्रण और संक्षेप में पहले वर्णित के रूप में ।
      नोट: पानी के प्रभाव के बारे में चरण 2.1.6 देखें. पिछले अनुभागों में के रूप में, समाधान वॉल्यूम ऊपर या नीचे सामग्री आवश्यकताओं फिट करने के लिए स्केल किया जा सकता है ।
    3. ब्लॉक copolymer स्थिरता (यानी, पाली (styrene)-बी-पाली (एक्रिलिक एसिड), PS5k-b-पा4.8 k) को DMSO में 6 मिलीग्राम/एमएल भंग करके समाधान B तैयार करें । अच्छी तरह मिलाएं और अगर जरूरत हो तो घुल sonicate । पिपेट एक १.५ मिलीलीटर केंद्रापसारक ट्यूब में ०.७५ मिलीलीटर ।
    4. पिपेट ०.७५ मिलीलीटर की THF (समाधान सी) में एक १.५ मिलीलीटर केंद्रापसारक ट्यूब ।
    5. पिपेट १.८५ मिलीलीटर की क्लोरोफॉर्म (समाधान डी) एक गिलास जुटाई शीशी में ।
    6. एक ६०.० मिलीग्राम/एमएल कैल्शियम क्लोराइड डाईहाइड्रेट crosslinker समाधान मेथनॉल में तैयार करें । एक भंवर मिक्सर का उपयोग कर मिक्स ।
    7. चरण 2.3.4 में वर्णित के रूप में मेथनॉल में ४.१७ मिलीग्राम/एमएल अमोनिया समाधान तैयार करें ।
    8. शमन स्नान के रूप में एक 15 मिलीलीटर केंद्रापसारक ट्यूब करने के लिए क्लोरोफॉर्म के ५.२५ मिलीलीटर जोड़ें ।
  2. मिक्सर असेंबली तैयार है और खड़े हो जाओ ।
    1. नीचे रिसीवर इकट्ठा, ज्यामिति डिस्क, शीर्ष डिस्क, अड़ंगा रिंच, और एक O-अंगूठी मिश्रण । घटक और मिक्सर खड़े शब्दावली की योजनाबद्ध के लिए चित्रा 2 देखें ।
      नोट: MIVM निर्माण पर विवरण पूरक जानकारी में पाया जा सकता है (खंड 1) और साहित्य में22. सीएडी फ़ाइलों के रूप में अच्छी तरह से पूरक जानकारी के रूप में उपलब्ध हैं ।
    2. नाली में हे अंगूठी प्लेस, यह सुनिश्चित करना है कि यह अच्छी तरह से फिट बैठता है और यह कि वहां पहनने या क्षति के कोई संकेत नहीं हैं ।
      नोट: सामान्य ऑपरेशन पहना या विलायक सूजन ओ-छल्ले के लिए नेतृत्व करेंगे । यदि O-अंगूठी फैला या विकृत प्रतीत होता है, यह हवा के लिए उपयोग करने से पहले रातोंरात सूखी अनुमति देते हैं । यदि आकृति रातोंरात ठीक नहीं होती है, तो ओ-रिंग का निपटारा करें. एक बड़ा भंडार रखें, क्योंकि यह एक उपभोज्य हिस्सा है ।
    3. ध्यान से शीर्ष डिस्क पर खूंटे के साथ मिश्रण डिस्क छेद संरेखित करें और एक साथ धक्का । यह सुनिश्चित करें कि O-अंगूठी दो टुकड़ों की जांच करके विस्थापित नहीं हो फ्लश बैठो ।
    4. दो टुकड़ों को पलटना और मैन्युअल रूप से उन्हें नीचे रिसीवर के साथ इकट्ठा । सुनिश्चित करें कि आउटलेट टयूबिंग फिटिंग इतना है कि यह डिस्क के पूरा कस के साथ हस्तक्षेप नहीं करता है ढीला किया गया है ।
      नोट: यदि थ्रेडिंग असेंबली के दौरान कैच, ध्यान से जुदा और एक खाद्य या दवा ग्रेड विरोधी को लागू करने के लिए-जब्त करने के लिए धागे को रोकने के लिए ।
    5. मैनुअल कस के बाद, शीर्ष डिस्क खूंटे के लिए अड़ंगा रिंच फिट और आराम से विधानसभा मजबूत । तो यह मिश्रण ज्यामिति के नीचे चेहरे के खिलाफ दृढ़ता से बैठता है कि इतना आउटलेट टयूबिंग फिटिंग कस । सुनिश्चित करें कि शीर्ष डिस्क पर सिरिंज फिटिंग सुखद रहे हैं ।
    6. मिक्सर स्टैंड पर इकट्ठे मिक्सर रखें ताकि आउटलेट टयूबिंग समर्थन प्लेट के नीचे फैली हुई है । मोबाइल प्लेट को सपोर्ट करे ताकि उसे वर्क स्पेस के रास्ते से सस्पेंड किया जाए ।
    7. वैकल्पिक रूप से, यांत्रिक रोक संरेखण की जांच करने के लिए, सबसे पहले खाली गिलास सीरिंज को मिक्सर लेट्स पर संलग्न करें ।
      नोट: Volumetric flowrates अलग बैरल व्यास के सिरिंज का उपयोग कर विविध रहे हैं, क्योंकि सीरिंज एक ही रैखिक वेग में एक साथ उदास कर रहे हैं. प्रारंभिक और अंतिम ऊर्ध्वाधर ऊंचाइयों सभी सीरिंज के लिए एक ही होना चाहिए और गोताख़ोर शाफ्ट22में उपयोग सेट शिकंजा का उपयोग कर समायोजित किया जा सकता है । यांत्रिक बंद हो जाता है सुनिश्चित करें कि कांच सीरिंज के लिए अत्यधिक क्षति नहीं होती है ।
      1. वैकल्पिक, मोबाइल प्लेट कम इतना है कि यांत्रिक बंद हो जाता है पर आराम करने के लिए आता है । सुनिश्चित करें कि ये गठबंधन इतना है कि प्लेट भी खाली सीरिंज (के रूप में चित्र 2में देखा) से संपर्क करने से पहले तुरंत आराम करने के लिए आता है ।
      2. वैकल्पिक रूप से, यांत्रिक बंद हो जाता है और स्थिति को ढीला, अगर जरूरत है । शीशे की सीरिंज को निकालकर मोबाइल प्लेट को रास्ते से बाहर रिसेट कर दें ।
        नोट: प्लास्टिक सीरिंज के साथ ऑपरेशन के लिए, यांत्रिक बंद हो जाता है की आवश्यकता नहीं है ।
    8. प्रवाह इकट्ठा करने के आउटलेट टयूबिंग नीचे खुला बुझाने स्नान प्लेस ।
    9. एक 1 मिलीलीटर गैस तंग एक कुंद टिप सुई का उपयोग सिरिंज में एक समाधान ड्रा । सभी हवा के बुलबुले निकालें और सुई के निपटान । प्रधानमंत्री सिरिंज luer फिटिंग के अंत करने के लिए समाधान । समाधानों के लिए इस प्रक्रिया को दोहराएँ B और C.
    10. एक २.५ मिलीलीटर गैस में समाधान डी ड्रा-तंग एक कुंद टिप सुई का उपयोग कर सिरिंज । सभी हवा के बुलबुले निकालें और सुई के निपटान । प्रधानमंत्री सिरिंज luer फिटिंग के अंत करने के लिए समाधान ।
      नोट: इन संस्करणों का चयन किया गया है ताकि प्रारंभिक सिरिंज गोताख़ोर हाइट्स एक ही हैं. यदि खंड बदल रहे हैं, वे अभी भी इस ऊंचाई आवश्यकता को पूरा करना होगा ।
    11. वर्णमाला के क्रम में एक दक्षिणावर्त फैशन में मिक्सर पर चार सीरिंज इकट्ठा. अंतिम रूप और सिरिंज अभिविन्यास योजनाबद्ध के लिए चित्र 1b देखें ।
      नोट: जांच करें कि कोई सिरिंज ऊंचाई काफी दूसरों से अलग है और जरूरत के अनुसार समस्या निवारण ।
  3. मिक्सर आपरेशन और सफाई प्रदर्शन करते हैं ।
    1. मोबाइल प्लेट के दोनों ओर असर आवास की चपेट में । आवास के नीचे चेहरे पर उंगलियों जगह नहीं है क्योंकि यह यांत्रिक बंद हो जाता है के खिलाफ एक चुटकी खतरा है । धीरे से मोबाइल प्लेट इतनी कम है कि यह समान रूप से आराम कर रहा है, लेकिन बमुश्किल सिरिंजों को छूने ।
    2. तेजी से और सुचारू रूप से प्लेट दबाना, के बारे में 0.5-1 एस में आपरेशन पूरा करने के लिए लक्ष्य इन स्ट्रीम खंड22.
      1. निकालें और जो अब एनपी फैलाव होता है बुझाने स्नान ट्यूब टोपी ।
    3. अभी भी संलग्न है और एक अपशिष्ट कंटेनर पर पकड़ सीरिंज के साथ मिक्सर ले लो । सीरिंज निकालें, कंटेनर में नाली के लिए पकड़ अप मात्रा की अनुमति । मिक्सर विधानसभा उल्टा पकड़ो और अड़ंगा लगाना रिंच का उपयोग मिक्सर जुदा ।
    4. एक स्प्रे बोतल का प्रयोग, विलायक के कई मिलीलीटर (जैसे, एसीटोन) और हवा या नाइट्रोजन के साथ सूखी के साथ आउटलेट टयूबिंग कुल्ला ।
    5. एक अच्छा विलायक के साथ मिश्रण ज्यामिति कुल्ला (जैसे, पानी या DMSO) और फिर एक स्प्रे बोतल से कई मिलीलीटर का उपयोग एसीटोन के साथ कुल्ला । एक हवा या नाइट्रोजन स्ट्रीम के साथ सूखी ।
    6. ओ-अंगूठी कुल्ला पानी और दाग सूखी की एक धारा में ।
    7. एसीटोन के कई मिलीलीटर के साथ अच्छी तरह से ऊपर डिस्क कुल्ला नेत्रहीन साफ जब तक एक विलायक बोतल का उपयोग कर । एक हवा या नाइट्रोजन धारा दोनों सतह और सिरिंज फिटिंग के साथ सूखी ।
    8. एक विलायक बोतल से एक अच्छा विलायक के कई मिलीलीटर (जैसे, जल या एसीटोन) के साथ प्रत्येक सिरिंज कुल्ला । अगले प्रयोग से पहले एसीटोन और सूखी हवा के कई मिलीलीटर के एक अंतिम कुल्ला लागू करें ।
  4. प्रदर्शन के बाद प्रसंस्करण और विश्लेषण ।
    1. जोड़ें ५० कैल्शियम क्लोराइड के μL डाईहाइड्रेट crosslinker समाधान dropwise जबकि सरगर्मी के बारे में ७५% अधिकतम गति ।
    2. ७५% अधिकतम गति पर सरगर्मी करते हुए अमोनिया समाधान dropwise के ५० μL जोड़ें । उंर के लिए ंयूनतम 30 मिनट ।
    3. चरणों 2.3.1 और 2.3.2 में वर्णित के रूप में NP आकार की विशेषता है ।
    4. या तो microparticles या लेपित एनपीएस के रूप में साहित्य19,20,21में वर्णित उत्पादन के लिए NP फैलाव की प्रक्रिया ।

4. तैयार स्केल-अप के लिए संशोधन

  1. वांछित संरचना पर और आवश्यक निर्माण आकार के लिए पर्याप्त मात्रा में कदम 1, 2, या 3 में वर्णित के रूप में विलायक और antisolvent समाधान तैयार करें ।
  2. वैकल्पिक रूप से, यदि आवश्यक हो, स्वच्छ और जगह में मिश्रक निष्फल एक उपयुक्त प्रोटोकॉल का उपयोग कर NP गठन करने से पहले ।
    नोट: cip १०० के अनुक्रमिक कुल्ला, पानी (तटस्थ पीएच), cip २००, पानी (तटस्थ पीएच के लिए), और एक उपयुक्त विलायक अतीत में नियोजित किया गया है । इसके अतिरिक्त, बाँझ फिल्टर उदाहरणों में मिक्सर की सुविधा के लिए संलग्न किया जा सकता है, जहां अंतिम कण आकार निस्पंदन द्वारा precludes नसबंदी ।
  3. उपयुक्त मात्रा के गैस तंग सीरिंज में समाधान लोड और एक luer अंत पर फिट अनुकूलक के साथ polytetrafluoroethylene (PTFE) टयूबिंग संलग्न । मैंयुअल रूप से टयूबिंग के अंत करने के लिए समाधान प्रधानमंत्री ।
    1. सिरिंजों को एक सिरिंज पंप में लोड करें और सीरिंज को या तो CIJ या MIVM पर मिक् स करने के लिए अनुलग्न करें, जैसा कि आवश् यक है ।
      नोट: वैकल्पिक रूप से, प्रवाह नियंत्रकों लैब या पायलट पैमाने पर इस्तेमाल किया जा सकता है एक सिरिंज पंप से बड़ी मात्रा क्षमताओं प्रदान करते हैं । सफल आपरेशन स्थिर प्रवाह और पर्याप्त दबाव ड्रॉप, जिसका अर्थ है कि आउटलेट पर प्रवाह पैमाइश के साथ दबाव वाहिकाओं बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए सबसे उपयुक्त चयन कर रहे है की आवश्यकता है ।
  4. एक संग्रह पर्याप्त मात्रा के एक बुझाने स्नान युक्त पोत, यदि आवश्यक हो, आउटलेट टयूबिंग के नीचे जगह है ।
  5. सेट volumetric प्रवाह दर उन से मिलान करने के लिए मैंयुअल रूप से प्राप्त (उदा, के बारे में 30-60 मिलीलीटर/
    नोट: यदि CIJ का उपयोग कर, पंप प्रवाह दर समान होना चाहिए । यदि MIVM का उपयोग कर, विभिंन की मदद से विभिंन प्रवाह दरों हो सकता है ।
  6. इसके साथ ही पंपों शुरू । एक छोटी सी शीशी में अपशिष्ट के रूप में प्रवाह के बारे में 5-10 मिलीलीटर लीजिए (यह एक "शुरू अप मात्रा" है) और फिर बुझाने स्नान में एकत्रित शुरू करते हैं ।
  7. इसके बाद के संस्करण संबंधित निर्माण अनुभाग में वर्णित के रूप में विशेषताएं और प्रक्रिया ।

Representative Results

FNP के साथ एनपी योगों की स्क्रीनिंग तेजी से है और सामग्री की छोटी मात्रा की आवश्यकता है (1-10 मिलीग्राम के आदेश पर) । FNP प्रोटोकॉल जैसे विटामिन ई के रूप में hydrophobic यौगिकों encapsulate करने के लिए (चरण 1) परिणाम में एक स्थिर, स्पष्ट या हल्के आपल एनपी फैलाव । डायनेमिक लाइट कैटरिंग (DLS) कण आकार को चिह्नित करने के लिए एक मज़बूत साधन प्रदान करता है । जैसा कि चित्रा 3में दिखाया गया है, यह प्रक्रिया एक reproducible फैशन में कम polydispersity के साथ एनपीएस पैदा करती है । ठेठ polydispersity सूचकांक (PDI) ०.२० से कम है, एक अपेक्षाकृत monodisperse जनसंख्या का संकेत है । PDI सहसंबंध समारोह से प्राप्त की है और अक्सर साधन सॉफ्टवेयर में लागू किया जाता है । यह पहला पल है, जहां ०.१ के मूल्यों को आम तौर पर monodisperse कणों के लिए26प्राप्त कर रहे है दूसरे का अनुपात है । के लिए चार विटामिन ई/पुनश्च-बी-खूंटी तैयार करने की सूचना प्रतिकृति, मूल्य ०.१२ ± ०.०२ और औसत व्यास था १०७ ± 7 एनएम था । एक ठेठ "आग" सिरिंज या धीमी अवसाद की गति के या तो असमान अवसाद के कारण भी चित्रा 3में बताया गया है । polydispersity अप्रभावित था, लेकिन आकार थोड़ा बड़ा था (१३५ एनएम) । इस नमूने सहित, कण आकार के लिए नई मैट्रिक्स ११३ ± 14 एनएम हैं । समय की अवधि में एक आग परिणाम जहां चैंबर केवल एक ही स्ट्रीम प्रकार होता है । यह महत्वपूर्ण है कि पूरी धारा एक ही प्रक्रिया के इतिहास और मिक्सर के भीतर कार्बनिक और जलीय धाराओं के सापेक्ष संस्करणों अनुभव करता है । एक स्थिरता के बिना, दृश्यमान समुच्चय के साथ एक अपारदर्शी समाधान का उत्पादन किया है । इस नमूने के लिए DLS-सहसंबंध फ़ंक्शन गैर-monotonic है और ठीक से क्षय नहीं होता, जैसा चित्र 3 इनसेट में देखा जाता है ।

FNP द्वारा कण आकार नियंत्रण चित्रा 4, जहां कोर सामग्री के सापेक्ष मात्रा अलग-पाली (styrene)1.8 k इस मामले में प्रदर्शन किया है-और पी एस-बी-खूंटी स्थिरता कणों आकार कि 49-152 एनएम से लेकर के परिणामस्वरूप । इन कण आकार THF कोर और 20 मिलीग्राम/एमएल, जहां 25%, ५०%, या द्रव्यमान का ७५% था पाली (styrene) कोर सामग्री की स्थिरता के कुल द्रव्यमान एकाग्रता युक्त धाराओं के साथ उत्पंन किया गया । नैनोकणों की polydispersity हमेशा ०.१५ से कम थी । FNP द्वारा उत्पादित कण आकार पर पैरामीटर प्रभाव की व्यापक चर्चा साहित्य में पाया जा सकता है10. लोडिंग विलायक मात्रा लगातार पकड़ और कोर और स्थिरता स्टॉक समाधान के सापेक्ष संस्करणों अलग से देखते किया जा सकता है । इसी प्रकार, कुल द्रव्यमान एकाग्रता 10 मिलीग्राम/एमएल के अलावा अन्य मूल्यों पर स्टॉक समाधान तैयार करके अलग किया जा सकता है । कुछ शर्तों के तहत, यह27DLS द्वारा एक खाली micelle जनसंख्या का निरीक्षण करने के लिए संभव है । यह मापा कण आकार वितरण को विस्तृत करने के अलावा किसी भी हानिकारक प्रभाव नहीं है । जब आकार समान हैं, यह एक व्यापक चोटी के बजाय दो अलग चोटियों के रूप में प्रकट हो सकता है ।

एक ही CIJ मिक्सर भी iFNP द्वारा हाइड्रोफिलिक यौगिकों encapsulate करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता, प्रोटोकॉल के चरण 2 में उदाहरण के रूप में. रिपोर्ट तैयार करने में उत्पादित कणों ०.०८ के एक कम polydispersity के साथ ६५ एनएम के आसपास हैं । आकार वितरण चित्र 5 ए (डैश्ड रेखाएं) में देखा जा सकता है । crosslinking के प्रभाव के कण स्थिरता पर पा carboxylic एसिड अवशेषों DLS विश्लेषण द्वारा इस तरह के DMSO के रूप में एक मजबूत विलायक में प्रदर्शित किया जाता है, के रूप में चित्रा 5Bमें दिखाया गया है । well-crosslinked कणों के लिए सहसंबंध फ़ंक्शन 1 के मान के पास प्रारंभ करना चाहिए और 0 से तेज़ी से ड्रॉप करने के लिए कण आकार (ठोस रेखा) से संबंधित है जो एक विशेषता समय पर । बड़े पैमाने पर सूजन या भंग कणों crosslinked नहीं कर रहे हैं और न्यूनतम सहसंबंध संकेत (बिंदीदार रेखा) दिखाएँ. iFNP के लिए, असफल परीक्षणों के ऊपर FNP के लिए वर्णित के रूप में समान तरीके से प्रकट । दृश्यमान समुच्चय देखा जा सकता है या गरीब DLS स्वत: सहसंबंध फ़ंक्शन आकृति स्वीकार्य हो सकता है । MIVM FNP या iFNP के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है जब से अधिक दो प्रवेश धाराओं ऐसी घुलनशीलता या रासायनिक असंगति के रूप में प्रणाली की कमी के कारण की आवश्यकता है । अपने मिक्सर स्टैंड के साथ MIVM (the μMIVM) के एक छोटे पैमाने पर संस्करण चित्रा 2में दिखाया गया है । CIJ के साथ के रूप में, इस मिक्सर hydrophobic या हाइड्रोफिलिक यौगिकों22encapsulate करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. चरण 3 में, एक हाइड्रोफिलिक प्रोटीन, ओवा के encapsulation के लिए एक प्रोटोकॉल, iFNP द्वारा वर्णित किया गया था । कण आकार वितरण चित्र 5 ए (ठोस रेखा) में दिखाया गया है । आकार ०.१६ के एक PDI के साथ १२५ एनएम के आसपास है । बड़े पैमाने पर सिरिंज पंप ऑपरेशन के लिए एक सामान्य प्रोटोकॉल चरण 4 में प्रदान की जाती है ।

Figure 1
चित्रा 1: मिक्सर विधानसभा और आंतरिक प्रवाह पैटर्न योजनाबद्ध । (क) संलग्न सीरिंज के साथ सिमटे हुए जेट विमानों (CIJ) मिक्सर को बुझाने के लिए स्नान के ऊपर तैनात है । नहीं चित्र बुझाने स्नान शीशी में एक बार हलचल और एक थाली हलचल कर रहे हैं । मिश्रण ज्यामिति विस्तार दो स्ट्रीम दिखा रहा है कि चैंबर के केंद्र में pinging देखने में दर्शाया गया है । (ख) एक बहु प्रवेश भंवर मिक्सर (μMIVM) ग्लास सीरिंज के साथ दिखाया गया है और एक शमन स्नान के ऊपर खड़े में तैनात । तस्वीर से मोबाइल प्लेट और मैकेनिकल स्टॉप को क्रॉप कर दिया गया है । विस्तारित दृश्य भंवर चैंबर और प्रवेश चैनल योजनाबद्ध रूप से दिखाता है । (ग) FNP द्वारा उत्पादित कोर-शैल एनपीएस का एक योजनाबद्ध निरूपण । लाल क्षेत्रों चिकित्सकीय जो, नीले ढह बहुलक ब्लॉक के साथ संयुक्त, एनपी कोर शामिल प्रतिनिधित्व करते हैं । पीला बहुलक ब्लॉक एनपीएस को ब्रश परत बीटेक steric स्थिरीकरण के रूप में बनाता है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।

Figure 2
चित्रा 2: μMIVM शब्दावली और विधानसभा के लिए घटक । μMIVM चार सीरिंज की वर्दी अवसाद को सक्षम करने के लिए एक मिक्सर स्टैंड की आवश्यकता है । इस मामले में, सिरिंज गोताख़ोर हाइट्स सभी अनुरूप मिश्रण सुनिश्चित करने के लिए वर्दी होना चाहिए. यह वैकल्पिक रूप से सिरिंज पंप का उपयोग कर संचालित किया जा सकता है । लेबल घटकों के साथ मिक्सर खड़े चित्रा के बाईं ओर दिखाया गया है । सही पर मिश्रण ज्यामिति डिस्क पर जगह में ओ-अंगूठी के साथ जुदा मिक्सर है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 3
चित्रा 3: विटामिन ई के एक कोर युक्त बहुलक नैनोकणों के कण आकार वितरण और पुनश्च-b-खूंटी द्वारा स्थिर । डायनेमिक लाइट कैटरिंग (DLS) NP व्यास वितरण इंगित करता है कि तीव्रता भारित आकार वितरण प्रदान करता है । curves प्रत्येक परीक्षण के लिए तपसिल विश्लेषण का औसत कर रहे है और समान अधिकतम पीक ऊंचाइयों का उत्पादन करने के लिए बढ़ाया गया है । चार प्रतिकृति (ठोस लाइनें) विधि के उच्च reproducibility (मानक विचलन = 7 एनएम) इंगित करते हैं । भी शामिल एक प्रतिनिधि आग (धराशायी लाइन), ऐसे धीमी सिरिंज गति या दो सीरिंज, जो बड़ा कण व्यास में परिणाम की असमान अवसाद के रूप में. आग सहित एनपी आकार के मानक विचलन 14 एनएम था । (इनसेट) पुनश्च-बी-खूंटी स्थिरता के बिना, बड़े माइक्रोन पैमाने समुच्चय (या बूंदें, विटामिन ई की तरह एक तेल के मामले में) का गठन कर रहे हैं । स्थिरता (डॉटेड रेखा) के बिना एक रन का DLS सहसंबंध फ़ंक्शन किसी nanoparticle प्रतिकृति (ठोस रेखा) से एक प्रतिनिधि के साथ साथ दिखाया जाता है । एक polydisperse जनसंख्या का संकेत, नियंत्रण नमूना के लिए विशेषता timescales की एक संख्या से सहसंबंध फ़ंक्शन दिखाता है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 4
चित्रा 4: FNP द्वारा कण आकार नियंत्रण स्थिरता के लिए मुख्य सामग्री के सापेक्ष अनुपात के माध्यम से बदलती । PS-b-खूंटी द्वारा स्थिर एक पाली (styrene) कोर के साथ तीन योगों की तीव्रता भारित आकार वितरण दर्शाया गया है । THF में कुल जन एकाग्रता थी 20 मिलीग्राम/एमएल और antisolvent पानी था । योगों को एक CIJ मिक्सर में तैयार किया गया । मुख्य सामग्री से बना मास के अंश कथा में सूचीबद्ध है । उदाहरण के लिए, 25% कोर नमूना निहित 5 मिलीग्राम/एमएल पाली (styrene) और 15 मिलीग्राम/एमएल पी एस-बी-खूंटी । 25% (ठोस लाइन) के लिए औसत आकार, ५०% (डैश्ड लाइन), और ७५% (मिश्रित डैश लाइन) कोर लोडर क्रमशः ४९ एनएम, ९६ एनएम, और १५२ एनएम थे । सभी PDI मान ०.१५ से कम थे । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 5
चित्रा 5: एक CIJ मिक्सर या μMIVM में बनाया औंधा एनपीएस का लक्षण वर्णन. (क) DLS वक्र प्रत्येक योगों के लिए तपसिल िरा के औसत हैं । डैश्ड रेखा CIJ मिक्सर में बने 3k MD कणों के आकार वितरण को इंगित करती है जबकि ठोस रेखा μMIVM में बने ओवा कणों के आकार वितरण की होती है । (ख) crosslinking की शक्ति को मंदक के रूप में DMSO का प्रयोग DLS द्वारा आंका जा सकता है । DLS सहसंबंध फ़ंक्शन प्रारंभिक सहसंबंध के माध्यम से crosslinking की ताकत और शूंय के मान के लिए एक साफ़ संक्रमण के अवलोकन को इंगित करता है । डैश्ड रेखा कोई कमज़ोर प्रारंभिक संकेत और एक व्यापक क्षय समय दिखाने crosslinker के साथ एक कण के लिए सहसंबंध फ़ंक्शन को दर्शाया गया है । ठोस लाइन एक मजबूत प्रारंभिक संकेत और एक परिभाषित क्षय टाइमस्केल से पता चलता है जो एक सशक्त crosslinker (इस मामले में, tetraethylenepentamine), के अलावा के बाद सहसंबंध को दर्शाया गया है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 6
चित्रा 6: Supersaturation, एस, पानी के लिए कार्बनिक विलायक के रिश्तेदार मिश्रण अनुपात के एक समारोह के रूप में । (○) बोस्केलिड, एक कीटनाशक, और (■) पेप्टाइड बी, एक सात-अवशेष मॉडल पेप्टाइड के लिए उच्चतम प्राप्य supersaturation की तुलना (क) । कार्बनिक धारा २३० मिलीग्राम/एमएल और पेप्टाइड बी की एकाग्रता पर बोस्केलिड शामिल है २०० मिलीग्राम/एमएल, उनके संतृप्ति सांद्रता । वहां एक अधिकतम supersaturation है कि प्रत्येक सक्रिय दवा संघटक (एपीआई)/solvent प्रणाली पर निर्भर करता है । (ख) जब जैविक धारा में बोस्केलिड की एकाग्रता २० गुना कम हो जाती है, जिस पर supersaturation और nanoprecipitation प्राप्त होती हैं, वे स्थितियाँ सीमित हो जाती हैं. यह आंकड़ा Elsevier9से अनुमति के साथ पुनर्मुद्रित है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Discussion

ऐसे विटामिन ई के रूप में hydrophobic यौगिकों के encapsulation, प्रोटोकॉल के चरण 1 में के रूप में, बड़े पैमाने पर9,14,28वर्णित किया गया है । क्योंकि मिश्रण के लिए समय पैमाने पर एकत्रीकरण और कणों के विकास के लिए समय पैमाने से कम है अपेक्षाकृत monodisperse कणों का उत्पादन कर रहे हैं । विशेष रूप से, मिश्रित विलायक/antisolvent समाधान तेजी से सजातीय हो जाता है, जो nucleation समान रूप से होने के लिए सक्षम बनाता है । ब्लॉक copolymer की विधानसभा कण सतह के लिए तो steric स्थिरीकरण कि रुक जाता है कण विकास5प्रदान करता है । चैंबर (अशांति) में समय मिश्रण के बाद से CIJ या MIVM करने के लिए प्रवेश प्रवाह दरों का एक समारोह है, वहाँ एक प्रवेश दर है, जो अशांत मिश्रण है, जहां कण आकार अनिवार्य रूप से लगातार13है संक्रमण के बाद होता है । इस प्रक्रिया के लिए अतिरिक्त मजबूती प्रदान करता है कुछ बैच के रूप में प्रवेश flowrate में बैच भिंनता (यानी, सिरिंज अवसाद गति) अंतिम NP आकार करने के लिए महत्वपूर्ण प्रभाव के बिना सहन किया जा सकता है के रूप में चित्रा 3से देखा । धीमी या असमान प्रवेश गति बड़ा कणों या अधिक polydisperse वितरण में परिणाम कर सकते हैं, के रूप में आग उदाहरण के लिए देखा । FNP भी व्युत्क्रम फ़्लैश NanoPrecipitation द्वारा नैनोकणों में हाइड्रोफिलिक यौगिकों encapsulate बढ़ाया गया है । ये उल्टे नैनोकणों तो microparticles बनाने या खूंटी के साथ लेपित के लिए पानी बनाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है-दिस्पेरसिब्ले नैनोकणों25। अंतर्निहित विधानसभा सिद्धांत एक ही रहते हैं, हालांकि वहां crosslinking के कण कोर की जटिलता जोड़ा गया है । यह एक जलीय वातावरण में कण के स्थिरीकरण के लिए आवश्यक है । सामांय में, polyacid ब्लॉक की तुलना में एक 1:1 प्रभार अनुपात पर्याप्त है, हालांकि ईओण बातचीत एक आधार19के अलावा के माध्यम से पीएच समायोजन द्वारा पदोंनत किया जा सकता है । इस प्रोटोकॉल में उल्टे एनपीएस बनाने के लिए केवल पहला प्रोसेस स्टेप बताया गया है ।

तेजी से मिश्रण के अलावा, FNP या iFNP द्वारा सफल निर्माण उदाहरणों जहां कई शर्तों9,14से मुलाकात कर सकते है तक ही सीमित है । सबसे पहले, सभी स्ट्रीम आदानों मिश्रणीय होना चाहिए । जबकि एनपीएस के उत्पादन के लिए इमल्शन का उपयोग किया गया है, FNP मिक्सर में एक समान समाधान चरण की आवश्यकता है । दूसरा, मुख्य घटक मिक्सर में विलायक शर्तों पर लगभग अघुलनशील होना चाहिए (CIJ के लिए, मात्रा से एक 50/50 मिश्रण) तेजी से nucleation ड्राइव करने के लिए । अंयथा, एक महत्वपूर्ण भाग या encapsulated रहेगा antisolvent के साथ आगे कमजोर पड़ने के बाद वेग होगा । MIVM मिश्रण चैंबर में उच्च antisolvent सामग्री सक्षम करने के लिए कोर सामग्री घुलनशीलता सीमाओं का पता कर सकते हैं । यह अक्सर विलायक संरचना के एक समारोह के लिए प्रक्रिया डिजाइन9गाइड के रूप में घुलनशीलता डेटा से supersaturation curves उत्पंन उपयोगी है । चित्रा 6 दो यौगिकों के लिए प्रतिनिधि curves से पता चलता है । मिश्रण चैंबर शर्तों पर कम supersaturation अलग रचनाओं पर काम कर रहा है, आमतौर पर MIVM का उपयोग कर गुण । उच्च supersaturation कण विकास पर कोर घटक के nucleation एहसान, लेकिन मुख्य सामग्री के विधानसभा समय में एक बेमेल और स्थिरता चिकित्सीय के बड़े समुच्चय में परिणाम कर सकते हैं । D'Addio और Prud'homme ने इस तरह के supersaturation curves के आवेदन की समीक्षा9विस्तार से की है । अंत में, BCP आण्विक रूप से विलायक स्ट्रीम में भंग किया जाना चाहिए और antisolvent स्ट्रीम एक ब्लॉक के लिए चयनात्मक होना चाहिए । BCP कण सतह पर स्थिरता और कण को steric स्थिरता प्रदान करने के लिए solvated ब्लॉक के लिए एंकर करने के लिए संक्षिप्त ब्लॉक से दोनों एक solvophobic ड्राइविंग बल प्रदान करने के लिए पर्याप्त रूप से amphiphilic होना आवश्यक है । प्रोटोकॉल में वर्णित के अलावा अंय सॉल्वैंट्स जब तक वे इन बाधाओं को पूरा इस्तेमाल किया जा सकता है ।

मैनुअल सिरिंज आपरेशन के साथ अभ्यास स्क्रीनिंग के दौरान सफलता दर में सुधार कर सकते हैं । जैसा कि ऊपर उल्लेख किया है, सजातीय, अशांत मिश्रण शर्तों के संक्रमण से ऊपर आपरेशन का मतलब है कि प्रवाह की दर में छोटे बदलाव की प्रक्रिया28में सहन कर रहे हैं । स्केल-अप करने के लिए पंप चालित, कंप्यूटर नियंत्रित प्रवाह reproducible प्रवेश प्रवाह दर के कारण स्थिरता में भी अधिक से अधिक लाभ में परिणाम है । कणों के बाद के प्रसंस्करण के दौरान किसी भी बिंदु पर, दृश्य निरीक्षण या DLS विश्लेषण बड़े समुच्चय जो आकस्मिक धूल या कण अस्थिरता के कारण हो सकता है की उपस्थिति का संकेत हो सकता है । जब आवश्यक हो, धारा एक उचित फिल्टर ताकना आकार के साथ फ़िल्टर किया जा सकता है । समुच्चय के अभाव में, हमने पाया है कि कम से 5% द्रव्यमान आम तौर पर खो दिया है जब खूंटी-लेपित नैनोकणों फ़िल्टरिंग यदि नाममात्र फ़िल्टर आकार कण आकार वितरण से बड़ा है । जब समुच्चय, प्रक्रिया के दौरान खो मास के प्रयोगात्मक संकल्प आवश्यक है फ़िल्टरिंग । जन हानि का ठहराव दो में से किसी एक तरीके से किया जा सकता है । किसी दी गई मात्रा में कुल ठोस द्रव्यमान को thermogravimetric विश्लेषण से पहले और बाद में परिवर्तन की सीमा की पहचान करने के लिए निस्पंदन द्वारा निर्धारित किया जा सकता है ( पूरक जानकारी अनुभाग 2 देखें) । वैकल्पिक रूप से, कणों (जैसे, lyophilization द्वारा) और एक अच्छा विलायक में भंग बरामद किया जा सकता है । कोर सामग्री की एकाग्रता तो सीधे ऐसी पराबैंगनी-दर्शनीय spectrophotometry या क्रोमैटोग्राफी के रूप में एक उचित तकनीक से मापा जा सकता है ।

FNP के लिए, अवशिष्ट 10 vol% कार्बनिक विलायक (जैसे, THF) जलीय फैलाव से हटाया जाना चाहिए । यह वाष्पीकरण आसवन14,29, डायलिसिस30, या स्पर्श प्रवाह निस्पंदन31,३२द्वारा किया जा सकता है । प्रत्येक संसाधन चरण के लिए व्यावहारिक विचार दिए गए उद्धरणों में वर्णित हैं । डायलिसिस के लिए ठेठ झिल्ली ३.५ केडीए या 6-8 केडीए कटऑफ कर रहे हैं, हालांकि बड़े विकल्प उपलब्ध हैं । इस आणविक वजन कटऑफ विलायक हटाने के लिए पर्याप्त है जब dialyzed के लिए 24 एच कई स्नान परिवर्तन का उपयोग कर । स्पर्श प्रवाह निस्पंदन का उपयोग झिल्ली की सतह पर एकाग्रता ध्रुवीकरण के कारण एकत्रीकरण उत्प्रेरण से बचने के लिए लिया जाना चाहिए के रूप में कुछ प्रक्रिया विकास पर जोर देता है । हमने पाया है कि एक प्रणाली पर निर्भर मूल्य के नीचे कार्बनिक विलायक संरचना को कम करने, आमतौर पर 2-10 vol%, झिल्ली की सतह पर एकत्रीकरण समाप्त । प्रसंस्करण के बाद, नैनोकणों की एकाग्रता आसानी से thermogravimetric विश्लेषण द्वारा निर्धारित है ( पूरक जानकारी अनुभाग 2 देखें). यह अक्सर परिवहन या एक अत्यधिक स्थिर रूप में कणों की दुकान करने के लिए वांछनीय है । जलीय फैलाव बस तेजी से एक सूखी बर्फ/एसीटोन मिश्रण का उपयोग कर जमे हुए किया जा सकता है और फिर-८० डिग्री सेल्सियस पर संग्रहीत । वैकल्पिक रूप से, शुष्क चूर्ण lyophilization३३,३४ या स्प्रे24सुखाने द्वारा प्राप्त किया जा सकता है । अक्सर, एक cryoprotectant ठंड या सुखाने के दौरान nanoparticle एकत्रीकरण को कम करने के लिए जोड़ा जाना चाहिए । शर्करा (सुक्रोज, trehalose, आदि), पाली (ईथीलीन ग्लाइकोल), या cyclodextrins DLS३५,३६,३७द्वारा आकार की निगरानी द्वारा सांद्रता की एक सीमा से अधिक की प्रभावशीलता के लिए जांच की जा सकती है, ३८. आम एनपी स्थिरता की समस्याओं के प्रसंस्करण के दौरान अक्सर घुलनशीलता या चरण पृथक्करण के लिए एक कम ऊर्जा राज्य की ओर पुनर्व्यवस्था में जिसके परिणामस्वरूप गतिशीलता बढ़ जाती है शर्तों के तहत संबंधित हैं । सह कोर सामग्री, वैकल्पिक स्थिरता, या संशोधित बाहरी समाधान संरचना का उपयोग स्थिरता में सुधार करने में मदद कर सकते हैं14,16,17,३९,४०, ४१.

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया है, MIVM मिश्रण चैंबर में उच्च antisolvent सामग्री सक्षम बनाता है जब उच्च supersaturation हासिल करने की आवश्यकता है । यह भी दो से अधिक धाराओं में प्रजातियों के शारीरिक अलगाव के लिए अनुमति दे सकते है जब जेट या घुलनशीलता की कमी यह मांग । एक उदाहरण zein प्रोटीन का गठन है-एंटीबायोटिक clofazimine24के स्थिर नैनोकणों । hydrophobic clofazimine एक एसीटोन धारा में पेश किया है; zein एक ६०% इथेनॉल जलीय धारा में पेश किया है; कैसिइन, जो zein के साथ परिसरों में एक जलीय बफर स्ट्रीम के साथ लाया जाता है, और चौथी धारा अतिरिक्त बफर को एसीटोन और इथेनॉल के लिए पानी के अनुपात में वृद्धि हुई है । दो विलायक धाराओं के बाद से clofazimine और zein एक आम विलायक में घुलनशील नहीं है की आवश्यकता है । यह प्रक्रिया एक दो जेट CIJ मिक्सर में निपुण नहीं किया जा सकता है । यह प्रोटीन स्थिर निर्माण भी दर्शाता है कि FNP के लिए केवल BCP स्थिरता के लिए सीमित नहीं है । जानुस् कणों स्थिरता४२ के बिना उत्पादन किया गया है और कम लागत वाले स्थिरता की एक श्रृंखला के लिए मौखिक अनुप्रयोगों के लिए प्रदर्शन किया गया है24. विशेष रूप से, copolymers जैसे hydroxypropyl methylcellulose ब्लॉक copolymers24के एवज में इस्तेमाल किया जा सकता है । कोर सामग्री तकनीक की एक संख्या से अधिक hydrophobic बनाया जा सकता है । Hydrophobic आयन बाँधना यौगिकों कि मध्यवर्ती घुलनशीलता४३,४४,४५है की एक विस्तृत श्रृंखला encapsulate करने के लिए लागू किया गया है. अत्यंत hydrophobic दवा उत्पंन किया गया है और फिर४६encapsulated । न्यूक्लिक एसिड cationic लिपिड४७के साथ परिसर के माध्यम से समझाया गया है । महत्वपूर्ण बात, इन अध्ययनों से पता चला है कि FNP कण सतह chemistries की एक श्रृंखला का उत्पादन कर सकते हैं । इसके अलावा, मिश्रित स्थिरता जिसमें श्रृंखला अंत पर एक लक्ष्यीकरण ligand के साथ संशोधित किया गया है BCP के एक अंश का उपयोग किए गए हैं । यह सतह पर ligand सामग्री पर सटीक नियंत्रण सक्षम बनाता है के बाद से कण रचना इनपुट स्ट्रीम23,४८रचना को दर्शाता है । इसी तरह, यह कई कोर घटक के रूप में अच्छी तरह से शामिल करने के लिए संभव है, रंजक और अकार्बनिक नैनोकणों3,8सहित.

Flash NanoPrecipitation या तो एक hydrophobic या एक हाइड्रोफिलिक कोर के शामिल पॉलिमर नैनोकणों के लिए एक स्केलेबल दृष्टिकोण है । यदि ऊपर दिए गए मानदंड को पूरा कर रहे हैं, आम तौर पर मूल सामग्री के ९५% से अधिक कण में उच्च जन अंश पर समझाया है । यहां प्रस्तुत तीन उदाहरण बेंच स्केल पर किए गए थे, सामग्री के कुछ मिलीग्राम की आवश्यकता होती है और प्रत्येक प्रवेश स्ट्रीम में के बारे में ०.५ मिलीलीटर । यह निर्माण अनुकूलन के लिए कण शर्तों के तेजी से स्क्रीनिंग के लिए अनुमति देता है । बड़े बैच आकार करने के लिए नेतृत्व योगों के पैमाने अप लंबे समय के लिए प्रक्रिया चलाने की बात है, जो आसानी से सिरिंज पंप या प्रवाह नियंत्रकों के उपयोग के माध्यम से पूरा किया जा सकता है. इसके विपरीत, स्केल-अप थोक इसके अलावा nanoprecipitation चेहरे के बिंदु पर पर्याप्त micromixing बनाए रखने में अच्छी तरह से प्रलेखित चुनौतियों के अलावा और पोत ज्यामिति४९बदलने के प्रभाव के लिए लेखांकन । यह एक प्रमुख बाधा है, क्योंकि यह एक सुसंगत तरीके से कणों का निर्माण करने के लिए एफडीए आवश्यकताओं५०को पूरा करने के लिए महत्वपूर्ण है । Microfluidics तकनीक भी वर्दी, reproducible नैनोकणों उत्पादन कर सकते हैं, लेकिन केवल मिलीग्राम रेंज में उत्पादन सक्षम करें । उदाहरण के लिए, कार्णिक एट अल. एक दवा रिलीज के अध्ययन५१के लिए ०.२५ मिलीग्राम/ इसके अलावा स्केल-अप आमतौर पर उच्च पूंजी लागत12पर parallelization जरूरत पर जोर देता । FNP के साथ, यह एक सिरिंज पंप और कुछ फिटिंग मिक्सर से कनेक्ट करने के लिए के साथ ६०० मिलीग्राम/मिनट पर नैनोकणों के 1 ग्राम का उत्पादन करने के लिए सीधा है । नतीजतन, FNP एक सुलभ प्रयोगशाला पैमाने स्क्रीनिंग उपकरण के रूप में के रूप में अच्छी तरह से अनुवाद काम के लिए NP उत्पादन के लिए एक स्केलेबल दृष्टिकोण का प्रतिनिधित्व करता है ।

Disclosures

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

इस काम को Optimeos लाइफ साइंसेज, नेशनल साइंस फाउंडेशन (CBET १६०५८१६), बिल ऐंड मेलिंडा गेट्स फाउंडेशन (BMGF, OPP1150755), और नेशनल साइंस फाउंडेशन ग्रेजुएट रिसर्च फेलोशिप (डीजीई-१६५६४६६) से फंडिंग द्वारा समर्थित किया गया K.D.R.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Confined Impinging Jets Mixer NA NA See supplemental information for engineering drawings. Review text for new mixer validation
Luer fitting Idex Health & Science P-604 Assemble on CIJ or MIVM mixer inlet with corresponding threads
Plug fitting Idex Health & Science P-309 Assemble on CIJ mixer sides (seal access point from drilling)
Outlet fitting - CIJ Idex Health & Science P-205 Assemble with ferrule and tubing on CIJ chamber outlet
Outlet ferrule - CIJ Idex Health & Science P-200 Assemble with outlet fitting (large end flush with tubing)
Outlet tubing - CIJ Idex Health & Science 1517 Use tubing cutter for clean ends. Ensure extra tubing doesn't protrodue into mixing chamber
Tetrahydrofuran (THF) Fisher Scientific T425-4 Use stabilizer-free THF to avoid solubility limits of BHT. Peroxides may interfere in some applications.
Norm-ject syringe (3 ml) VWR 53548-017
Vitamin E (α-tocopherol) Sigma-Aldrich 90669-50G-F Store cold
poly(styrene-b-ethylene glycol), PS1.6k-b-PEG5k Polymer Source P13141-SEO Other block sizes acceptable depending on application
poly(styrene)1.8k Polymer Source P2275-S Example hydrophobic core material
Scintillation vial DWK Lifesciences 74504-20
Luer-slip plastic syringes, 1ml (100 pk) National S7510-1
Maltodextrin DE 4-7 Sigma-Aldrich 419672-100G
poly(styrene-b-acrylic acid), PS5k-b-PAA4.8k Polymer Source P5917-SAA Other block sizes acceptable depending on application
Dimethyl Sulfoxide (DMSO) Fisher Scientific D159-4
Calcium chloride dihdyrate Sigma-Aldrich 223506-25G Hygroscopic.
Methanol Fisher Scientific A452-4
Ammonium Hydroxide Fisher Scientific AC423300250
Albumin from chicken egg white (Ovalbumin, OVA) Sigma-Aldrich A5503-1G
Multi-Inlet Vortex Mixer NA NA See supplemental information for engineering drawings. Review text for new mixer validation
Outlet fitting - MIVM Idex Health & Science P-942 Combination with ferrule
Outlet tubing - MIVM NA NA Fit to ferrule ID.
O-ring (MIVM) C.E. Conover MM1.5 35.50 V75 Order bulk - consumable part. Ensure solvent compatibility if using an alternative source.
Mixer stand NA NA See Markwalter & Prud'homme for design.17

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इंजीनियरिंग अंक १४३ Nanoparticle micromixing ब्लॉक copolymer ड्रग डिलिवरी पेप्टाइड प्रोटीन प्रक्रिया स्केल-अप
Hydrophobic और हाइड्रोफिलिक यौगिकों में बहुलक नैनोकणों के encapsulation के लिए फ्लैश NanoPrecipitation
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