Name: 内部自组装脂质颗粒的简易制备碳纳米管稳定 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-02-19T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 47 s
Description: 学习利用碳纳米管稳定内部自组装脂质颗粒的简易制备方法。该技术结合碳纳米管与脂质纳米结构特性，形成粒径约一微米以下的油水乳液，核心含双连续立方脂质纳米结构，适用于药物递送等生物医学应用。

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我们感谢现就职于格拉斯哥斯特拉斯克莱德大学的 Matthew J. Baker 博士在拉曼实验方面提供的支持，以及 Nick Gaunt 先生在此项目早期工作中所做的贡献。

注意：本工作中使用的碳纳米管（CNTs）为纳米颗粒形态，相较于其块体材料可能存在额外的危害。吸入天然或合成石墨可能导致尘肺病62，类似于煤矿工人尘肺病。此外，碳基纳米结构的毒性问题已引起关注，一些先前的研究表明，吸入碳纳米管可能引起急性和慢性毒性63-68。因此，应避免吸入细小的碳纳米管粉末，并谨慎操作。若不慎吸入，请立即转移至空气新鲜处；若呼吸困难，应给予纯氧并及时就医。碳纳米管的溶液或分散液形式相对安全，可放心操作。
注意：本研究中使用的脂质和表面活性剂为食品级材料，通常无毒，但对眼睛和皮肤具有刺激性，且高度易燃。因此，在处理或制备纳米颗粒样品时，请务必采取所有适当的安全措施，例如使用工程控制设备（通风橱）和个人防护装备（护目镜、手套、实验服、长裤、封闭鞋头的鞋子）。若接触皮肤或眼睛，应立即用大量清水冲洗皮肤或眼睛至少15分钟。必要时请寻求医疗建议。
1. 脂质/水体相的制备
注意：将脂质在 4 °C 冰箱中储存。纯度较高的脂质应储存在 -20 °C 冰箱中。将其分装至小型玻璃小瓶中，以避免整批样品污染并便于操作。包括碳纳米管（CNTs）和表面活性剂在内的其他化学品可在室温下储存，但需远离直射阳光。
<ol>
	<li>保留脂质， 即， 在室温下将Dimodan U (DU)和植烷三醇（PT）静置15-20分钟，然后再打开瓶/小瓶盖，以避免水分冷凝。 
	（注：DU 是一种蒸馏甘油酯，包含 96% 单甘酯，其余为二甘酯和游离脂肪酸。DU 中两种主要的单甘酯成分为亚油酸酯（62%）和油酸酯（25%）。因此，DU 的疏水部分主要含有 C18 碳链（91%），其确切组成为：C18:2（61.9%）、C18:1（24.9%）和 C18:0（4.2%），其中 C18 表示 18 碳链，冒号后的数字表示碳碳双键数目。PT 是 3,7,11,15-四甲基-1,2,3-十六烷三醇光学异构体的混合物。PT 不含酯键功能基团，而是由高度支链化的植烷基尾部与三羟基头部基团组成。DU 和 PT 在过量水存在下均可形成立方相，这同样适用于稳定化脂质颗粒的核心结构。）13, 45).</li>
	<li>将小瓶置于热水浴或盛有水的烧杯中，加热至温度高于设定值以熔化脂质 60 °C （加热磁力搅拌器：230 V，50 Hz，630 W，或性能相似的型号，用于加热烧杯中的水）。</li>
	<li>可使用加热块加热小瓶。为避免温度梯度及脂质降解，切勿将含脂质的小瓶直接置于加热板上加热。</li>
	<li>使用带有乳胶吸头的巴斯德玻璃移液管，将500 mg熔融脂质加入预先称重的微量离心管（带锥形螺旋盖，1.5 ml）中称重。</li>
	<li>向上述微量离心管中加入500 ml超纯水（水的电阻率=18.2 MΩ·cm）。</li>
	<li>使用小型（自制）刮刀手动混合各组分，持续15分钟。可通过钳子将注射针头（0.9 mm × 40 mm套管长度）的尖端压平，制成该刮刀。</li>
	<li>将脂质/水混合物在2,000 × g条件下离心10分钟。再次手动搅拌混合物10分钟，然后平衡24小时。在表征样品前，先搅拌5分钟，随后置于室温下静置。</li>
	<li>为确保在整个试管内形成平衡的脂质相，需进行约10次冻融循环，并按上述定义间歇性地进行离心步骤。DU和PT均会形成高黏度的体相脂质，使其手动操作较为困难。图1). 
	注意：上述方案（第1部分）仅在希望将分散颗粒的纳米结构行为（自组装的晶格类型和尺寸）与整体脂质相进行比较，和/或将其用作对照以确认原始纳米结构得以保留时才需要。</li>
</ol>
<img alt="脂质相的超声处理，CNT稳定乳液过程示意图，脂质颗粒组装。" src="/files/ftp_upload/53489/53489fig1.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="图 1"> 
图1. 利用高能量输入（超声处理）及不同CNT稳定剂（SWCNT、MWCNT-OH、MWCNT-COOH）将高黏性脂质相制备成具有流体一致性的水包油型颗粒乳液（该图经英国皇家化学学会许可，转载自参考文献[50]）。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53489/53489fig1large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
2. 表面活性剂稳定脂质颗粒的制备
<ol>
	<li>配制0.2%（w/w）的表面活性剂（Pluronic F127）水溶液。
	<ol>
		<li>将200 mg表面活性剂（白色蓬松粉末）加入100 ml超纯水中，磁力搅拌20–30分钟（使用磁力搅拌板和磁力搅拌子）。Pluronic F127是一种非离子型表面活性剂，常用于乳液稳定。其为PEO99-PPO67-PEO99三嵌段共聚物，因此在水中溶解较慢。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>用巴斯德玻璃移液管取500 mg熔融态的DU或PT，加入玻璃小瓶（20 ml钠钙玻璃闪烁瓶，配带衬箔的脲树脂盖）中。</li>
	<li>加入9.5 g的0.2% F127溶液。</li>
	<li>在探头式超声仪上，将小瓶牢固夹紧于铁架台夹具（铁架台套装，含支架、夹子、底座、杆、橡胶三爪夹头和连接头），确保其能够承受超声过程中产生的振动。</li>
	<li>将连接至细胞破碎仪的实心钛合金探头（直径13 mm，长度139 mm）插入小瓶中。调节小瓶的高度和位置，确保瓶壁和瓶底不与探头接触。探头尖端与玻璃小瓶底部保持0.5 cm的距离可获得良好效果。</li>
	<li>以脉冲模式对混合物进行10分钟超声处理，脉冲时间为1秒，间隔时间为1秒，输出功率为最大功率的35%。由于超声过程中产生热量，小瓶会变得很热，因此在从夹具上取下前应使其冷却至室温。</li>
	<li>将形成的乳白色分散液在室温下储存至少24小时，再进行后续使用，以确保其不发生相分离。
	 
	注意：使用探头前后，需用丙酮清洗，纸巾擦干，再用超纯水冲洗，并再次擦干。</li>
</ol>
3. 纯碳纳米管水分散液的制备
<ol>
	<li>在两个独立的烧杯中，分别称取4 mg的MWCNT-OH粉末和MWCNT-COOH粉末，两者均为黑色。</li>
	<li>向每个烧杯中加入500 ml超纯水。使用探头式超声仪，在40%（最大功率）条件下以连续脉冲模式超声处理2分钟。所得MWCNT分散液的浓度为8 µg/ml（储备液）。</li>
	<li>用适量超纯水稀释MWCNT储备液，制备浓度分别为6.25、5、4、2 µg/ml的MWCNT分散液。</li>
	<li>按照前述方法（见3.2）对这些分散液进行超声处理。</li>
	<li>同样地，将3 mg的SWCNT粉末（亦为黑色）分散于500 ml超纯水中，制备成6 µg/ml的SWCNT分散液（储备液）。</li>
	<li>按照上述方法（见3.2）稀释SWCNT储备液并进行超声处理，得到浓度分别为0.5、0.4、0.3125、0.2 µg/ml的SWCNT分散液。 
	注意：所有分散液在约30分钟内保持澄清，之后碳纳米管开始在底部沉降。</li>
</ol>
4. CNT 稳定的纳米结构脂质颗粒的制备（图 1）
<ol>
	<li>称取 500 mg 熔融 DU 至玻璃小瓶中。</li>
	<li>向小瓶中加入 9.5 ml 浓度为 6 µg/ml 的 SWCNT 分散液。</li>
	<li>采用与制备纯 CNT 分散液相同的参数（见 3.2）对 CNT-DU 混合物进行超声处理。冷却至室温后，即可获得具有内部自组装纳米结构的 CNT 稳定脂质颗粒。</li>
	<li>以类似方法，使用浓度为 0.4 µg/ml 和 0.2 µg/ml 的 SWCNT 分散液制备脂质颗粒。</li>
	<li>按照 4.1 至 4.4 的方案，使用 MWCNT-OH 和 MWCNT-COOH 制备脂质颗粒，但采用不同的 CNT 浓度，分别为 8、4 和 2 µg/ml。</li>
	<li>同样地，使用 4 µg/ml 的 MWCNT-OH 和 MWCNT-COOH 以及 0.4 µg/ml 的 SWCNT 制备三种不同的 CNT-PT 分散液。注意，CNT-PT 分散液所需的超声功率较低（最大功率的 35%），但时间更长（15 分钟），需在连续脉冲模式下进行。将分散液冷却至室温后静置 24 小时，再进行表征。 
	注意：不同脂质（如本实验中的 DU 和 PT）及不同组分的超声参数可能不同，需优化以获得稳定良好的分散液。</li>
</ol>
5. 监测碳纳米管稳定化脂质分散液的稳定性
<ol>
	<li>通过目测观察监测分散液的稳定性：检查分散液是否发生失稳或是否有团块形成。</li>
	<li>定期拍摄照片（使用数码相机）。例如，在第一周每天拍摄一次分散液的照片，第二周每隔一天拍摄一次，随后两周每周拍摄一次，之后根据需要每月拍摄一次。</li>
</ol>

我们没有需要披露的内容。

脂质颗粒的稳定化 
使用三种不同的碳纳米管（CNTs）来稳定脂质分散液；其中两种为经-OH和-COOH基团功能化的多壁碳纳米管，另一种为未经功能化的单壁碳纳米管（原始型）。碳纳米管的尺寸如下（直径 × 长度）：MWCNT-COOH：9.5 nm × 1.5 µm；MWCNT-OH：8–15 nm × 50 µm；SWCNT：1–2 nm × 1–3 µm。将粉末状碳纳米管通过探头超声处理分散于水中。由于超声处理的作用，上述碳纳米管的实际尺寸可能进一步减小，但程度不均。纯水中碳纳米管分散液约20分钟后开始出现相分离，因此后续实验均在此时间内完成 即， 添加脂质并进行第二次超声处理。后者（对脂质-碳纳米管混合物进行的超声处理）有助于将水合过程中形成的较大且不均一的脂质区域熔融并破碎成亚微米级片段。以这种方式分散块状脂质可促进自组装纳米结构的平衡形成，否则该过程需要严格的冻融循环和/或长时间（数天至数周）。块状脂质相断裂为纳米颗粒，而包覆脂质的碳纳米管则可能在其周围形成壳层。超声处理增强了碳纳米管与脂质分子烷基链之间的疏水相互作用，从而使脂质烷基链修饰碳纳米管。由此修饰的碳纳米管稳...

近几十年来，纳米技术已成为一种强大的工具，尤其在抗癌等重大疾病的临床前药物开发领域备受关注1。在此背景下，尺寸小于&#60;1,000 nm的纳米级结构被广泛研究，用作多种活性生物分子（如药物、蛋白质、核酸、基因及诊断成像剂）的递送载体1-4。这些生物分子可被包封于纳米颗粒内部，或共价连接在其表面，并通过pH或温度等刺激因素在作用部位释放5,6。尽管纳米颗粒尺寸极小，但其较大的比表面积在活性生物分子的靶向递送中展现出显著优势。为了优化纳米颗粒的治疗效果及其应用潜力，对粒径的控制和生物相容性的调控至关重要7,8。脂质9-13、聚合物14,15、金属16,17以及碳纳米管18,19已被普遍用作多种生物医学和药学应用中的纳米载体。
此外，基于脂质自组装纳米结构的纳米载体在食品和化妆品工业等多个其他学科中也具有广泛的应用意义20,21例如，它们被用于蛋白质结晶22生物分子分离23，作为食品稳定剂 例如， 在甜点中24，以及在递送营养物质、风味物质和香精等活性分子方面的应用25-31自组装脂质纳米结构不仅能够以可控且靶向的方式释放生物活性分子32-38 但它们也能保护功能分子免受化学和酶降解39,40尽管平面流体双分子层是两亲性脂质分子在水存在下形成的最常见纳米结构，但六方相和立方相等其他结构也常被观察到。20,41,42形成的纳米结构类型取决于脂质的分子形状结构、脂质在水中的组成，以及所采用的物理化学条件，如温度和压力。43非平面脂质纳米结构（尤其是立方相）的应用受到其高黏度和非均一相区一致性的限制。通过将脂质纳米结构分散于大量水中形成水包油（O/W）乳液，乳液中包含微米或亚微米级的脂质颗粒，可克服上述问题。以此方式，可在保持分散颗粒内部原始脂质自组装结构的同时，制备出黏度适宜的制剂。这些内部自组装颗粒（简称ISAsomes）的形成44 例如， 从立方相制备的立方相纳米颗粒（cubosomes）和从六方相制备的六方相纳米颗粒（hexosomes）通常需要结合高能量输入步骤以及添加稳定剂（如表面活性剂或聚合物）。近期相关研究展示了多种固体颗粒的应用45 包括二氧化硅纳米颗粒46，黏土47-49 和碳纳米管50 用于上述乳液的稳定，该乳液适当地称为Pickering乳液51 或拉姆斯登-皮克林乳液52.
近年来，单壁碳纳米管（SWCNTs）、多壁碳纳米管（MWCNTs）和富勒烯等碳基纳米结构作为新型生物材料受到了广泛关注53,54主要问题是其毒性55-58，水不溶性59 因此其生物相容性56一种解决这些问题的有效方法是使用无毒且生物相容性的分子（如脂质）对表面进行功能化修饰。在水的存在下，脂质以一种使碳纳米管（CNTs）的疏水表面被屏蔽于极性水环境之外的方式与碳纳米管相互作用，同时脂质的亲水头部基团有助于其在水中的溶解性或分散性。60,61脂质是细胞器以及某些食物成分的固有组成成分，因此对其修饰应理想地减少 体内 碳纳米管的毒性。基于碳纳米管的独立生物医学应用18,19 和脂质纳米结构9-13 正处于广泛开发中，但尚未充分探索将两者特性结合的应用。
在本研究中，我们采用了两种不同类型的脂质以及三种类型的碳纳米管（CNTs），其中单壁碳纳米管（SWCNTs）为原始形态，而多壁碳纳米管（MWCNTs）则分别以羟基和羧基官能团进行修饰。我们使用了极低浓度的碳纳米管来制备分散液，其稳定性取决于多种因素，例如，所用脂质的类型、碳纳米管的类型、脂质与碳纳米管的比例，以及超声处理的参数（如功率和时间）。本视频方案提供了利用多种碳纳米管稳定剂对脂质纳米颗粒进行动力学稳定的方法的技术细节。

<table><tbody><tr><td>Dimodan U</td><td>Danisco</td><td>15312</td><td>4&amp;nbsp;&amp;deg;C 下保存。非危险品。对眼睛和皮肤有刺激性。</td></tr><tr><td>植烷三醇（&gt; 95%，GC）</td><td>TCI Europe N.V.</td><td>P1674</td><td>4&amp;nbsp;&amp;deg;C 下保存。非危险品。对眼睛和皮肤有刺激性。</td></tr><tr><td>单壁碳纳米管（90%）</td><td>Nanostructured &amp;amp; Amorphous Materials, Inc.&amp;nbsp;</td><td>1246YJS</td><td>室温保存。避免直接光照。对眼睛、皮肤和呼吸系统有刺激性。</td></tr><tr><td>多壁羧酸功能化碳纳米管（&gt;&amp;nbsp;80% 碳含量，&gt;&amp;nbsp;8% 羧酸功能化）</td><td>Sigma-Aldrich Co. LLC&amp;nbsp;</td><td>755125</td><td>室温保存。避免直接光照。引起严重眼刺激。可能引起呼吸道刺激。</td></tr><tr><td>石墨化多壁羟基功能化碳纳米管（99.9%）</td><td>Nanostructured &amp;amp; Amorphous Materials, Inc. (NanoAmor)&amp;nbsp;</td><td>1224YJF</td><td>室温保存。避免直接光照。对眼睛、皮肤和呼吸系统有刺激性。</td></tr><tr><td>Pluronic F127</td><td>Sigma-Aldrich Co. LLC&amp;nbsp;</td><td>P2443</td><td>生物试剂，适用于细胞培养。不属于危险物质或混合物。室温保存。</td></tr><tr><td>丙酮（99.5%）</td><td>Fisher Scientific&amp;nbsp;</td><td>10134100</td><td>高度易燃液体。引起严重眼刺激。可能引起嗜睡或头晕。</td></tr><tr><td>带松动包裹式盖子的广口瓶（375&amp;nbsp;ml）</td><td>VWR International Ltd</td><td>216-3308</td><td></td></tr><tr><td>烧杯，1,000 ml</td><td>Fisher Scientific&amp;nbsp;</td><td>12942161</td><td>耐用型，低型，带倾倒嘴和刻度</td></tr><tr><td>巴斯德玻璃移液管（150 mm 长）配乳胶吸头</td><td>Fisher Scientific&amp;nbsp;</td><td>10006021</td><td></td></tr><tr><td>锥形盖微型离心管，1.5&amp;nbsp;ml</td><td>Fisher Scientific&amp;nbsp;</td><td>11558232</td><td></td></tr><tr><td>刮勺</td><td>Fisher Scientific&amp;nbsp;</td><td>11352204</td><td></td></tr><tr><td>加热磁力搅拌器</td><td>Fisher Scientific&amp;nbsp;</td><td>11715704</td><td></td></tr><tr><td>磁力搅拌子（圆柱形，不透明 PTFE，30&amp;nbsp;mm × 7&amp;nbsp;mm（长 × 直径））</td><td>Fisher Scientific&amp;nbsp;</td><td>10011792</td><td></td></tr><tr><td>针头（0.9 mm × 40&amp;nbsp;mm 套管长度）</td><td>Terumo UK Ltd</td><td>MN-2038MQ</td><td></td></tr><tr><td>铁架台套装 — 含支架、夹子、底座、杆、橡胶三爪夹和连接头</td><td>Camlab Ltd, UK</td><td>1177157</td><td></td></tr><tr><td>Millipore 水纯化设备</td><td>Barnstead Nanopure, Thermoscientific, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Progen Genfuge 24D 数字微型离心机</td><td>Progen Scientific</td><td>C-2400</td><td></td></tr><tr><td>探头式超声波破碎仪，配备 13 mm&amp;nbsp;探头</td><td>SONICS, Vibracell,&amp;nbsp; USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>500 万像素自动对焦带 LED 闪光灯摄像头</td><td>Samsung Galaxy Fame 手机摄像头</td><td></td><td></td></tr><tr><td>拉曼光谱仪</td><td>Horiba Jobin-Yvon LabRAM HR800 光谱仪</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mastersizer 3000</td><td>&amp;nbsp;Malvern Instruments Ltd, Malvern, United Kingdom</td><td></td><td></td></tr><tr><td>小角 X 射线散射（SAXS）</td><td>SAXSpace 相机（Anton Paar, Graz, Austria）、X 射线发生装置（ISO-DEBYEFLEX3003, GE Inspection Technologies GmbH）、闭路循环水冷却系统（Chilly 35, HYFRA, Germany）。&amp;nbsp;</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

碳纳米管稳定的内源性自组装脂质颗粒的简便制备

Facile Preparation of Internally Self-assembled Lipid Particles Stabilized by Carbon Nanotubes

我们介绍一种利用碳纳米管（CNTs）稳定纳米结构脂质颗粒的简便制备方法。采用单壁（原始）和多壁（功能化）碳纳米管作为稳定剂，制备皮克林型水包油（O/W）乳液。以Dimodan U和Phytantriol等脂质作为乳化剂，这些脂质在过量水中可自组装形成双连续立方Pn3m相。该高黏度相在传统表面活性剂稳定剂或本文所用的碳纳米管存在下，通过探头式超声破碎仪处理，被破碎成更小的颗粒。首先将碳纳米管（粉末形式）分散于水中，随后与熔融脂质进一步超声处理，形成最终乳液。在此过程中，碳纳米管表面被脂质分子包覆，进而推测其围绕脂质液滴形成稳定的颗粒乳液，可保持数月稳定。由碳纳米管稳定的纳米结构脂质颗粒平均粒径处于亚微米范围，与使用传统表面活性剂稳定的颗粒相当。小角X射线散射数据证实，与纯脂质相（块体状态）相比，碳纳米管稳定的脂质分散体系中仍保留了原始的Pn3m立方相。拉曼光谱中碳纳米管特征G带和G'带出现蓝移及强度降低，表明碳纳米管表面与脂质分子之间存在相互作用。这些结果表明，碳纳米管与脂质之间的相互作用是其在水溶液中实现相互稳定的关键。由于用于稳定的碳纳米管浓度极低，且脂质分子能够对碳纳米管进行功能化修饰，因此碳纳米管的毒性预期可忽略不计，而其生物相容性则显著提高。因此，该方法在多种生物医学应用中具有广阔前景，例如可用于开发递送多种功能分子的杂化纳米载体系统，如联合治疗或多药治疗。

以下结果包括：a) 分散体系的稳定性，b) 脂质颗粒的粒径分布，c) 自组装类型，以及 d) 碳纳米管表面脂质包覆的证据。分散体系的稳定性（图 2）采用带有自动对焦和LED闪光灯的5 MP相机进行监测。
<img alt="碳纳米管分散示意图；不同浓度下的碳纳米管-脂质比例；MWCNT-OH、MWCNT-COOH、SWCNT。" src="/files/ftp_upload/53489/53489fig2.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="图2"> 
图2. 各类碳纳米管示意图：(A) MWCNT-OH，(B) MWCNT-COOH，和 (C) SWCNT，以及相应乳液的照片。 仅在某一特定区域（阴影部分）可获得稳定的乳液，该区域中碳纳米管与脂质的比例处于最佳范围；在此范围以下或以上均无法形成稳定乳液，分别由于碳纳米...

我们报道了一种利用碳纳米管对含有自组装纳米结构内核的脂质颗粒进行动力学稳定化的智能应用。制备此类脂质颗粒仅需较低浓度的碳纳米管，因而可将其应用于药物递送等生物医学领域。

我们介绍一种利用碳纳米管（CNTs）稳定纳米结构脂质颗粒的简便制备方法。单壁（原始）和多壁……

本方法的总体目标是利用碳纳米管（CNTs）和脂质自组装体来制备具有纳米结构的杂化颗粒。该方法展示了碳纳米管的一种智能应用，即形成内部脂质颗粒自组装的稳定纳米结构乳液。该技术的主要优势在于其实验方案相对简单，并且结合了碳纳米管和脂质纳米结构各自的特性。碳纳米管（CNT）稳定化可形成油水乳液，其中颗粒尺寸约为一微米或更小，核心包含双连续立方脂质纳米结构。由于碳纳米管被生物相容性脂质分子包覆，预计其毒性较低。近期研究表明，功能化可显著降低碳纳米管的毒性及细胞毒性作用，同时提高其生物相容性。本次实验操作将由来自我实验室的博士后Yogita Patil-Sen，以及来自Rappolt教授实验室的博士后Amin Sadgehpour演示。通过将200毫克表面活性剂溶于100毫升超纯水中，并搅拌20至30分钟，配制0.2%的表面活性剂水溶液。向一个玻璃小瓶中加入500毫克熔融的Dimodan U（DU）或Phytantriol（PT）。然后加入9.5克0.2% F127溶液。在探头式超声仪上，将样品瓶牢固地夹在铁架台的夹具中，以确保其能够承受超声过程中产生的振动。插入与细胞破碎仪相连的实心钛合金探头。调整小瓶的高度和位置，确保其侧壁和底部不与探头接触。将混合物在脉冲模式下超声处理十分钟，以一秒脉冲间隔一秒延迟时间，功率为35%。由于超声过程中产生热量，小瓶会变得很热。因此，从夹具上取下前需冷却至室温。将形成的乳白色分散液在室温下储存至少24小时后再进行后续使用，以确保其稳定性，防止相分离。使用探针前后，均需用丙酮清洗，并用纸巾擦干。随后用超纯水冲洗，并再次擦干。在两个独立的烧杯中，分别称取4 mg的羟基功能化碳纳米管粉末和羧基功能化碳纳米管粉末，两者均为黑色。向每个烧杯中加入 500 毫升超纯水。使用探头式超声波破碎仪，在 40% 功率下以连续脉冲模式超声处理混合物 2 分钟。所得多壁碳纳米管分散液的浓度为 8 微克每毫升。用适量超纯水稀释多壁碳纳米管储备液，制备多种不同浓度的多壁碳纳米管分散液。按之前方法对这些分散液进行超声处理。同样，将3毫克粉末状单壁碳纳米管分散于500毫升超纯水中，制成浓度为6微克/毫升的单壁碳纳米管分散液储备液。将单壁碳纳米管储备液稀释，并像之前一样进行超声处理，以获得不同浓度的单壁碳纳米管分散液。称取500毫克熔融DU，置于玻璃小瓶中。然后，向该小瓶中加入9.5毫升浓度为6微克/毫升的单壁碳纳米管分散液。使用与制备纯碳纳米管分散液相同的参数对碳纳米管-药物混合物进行超声处理。冷却至室温后，即可得到内部自组装纳米结构保持完整的碳纳米管稳定脂质颗粒。以类似方法，使用0.4 微克/毫升和0.2 微克/毫升的单壁碳纳米管分散液制备脂质颗粒。在连续脉冲模式下，以35%的功率对碳纳米管/聚四氟乙烯分散液进行15分钟的超声处理。将分散液冷却至室温，并静置24小时后再进行表征。通过肉眼观察监测分散液的稳定性。检查分散液是否失稳，或分散液中是否形成团块。使用数码相机定期拍照，例如在第一周内每天拍摄分散液的照片。随后每隔一天一次，持续一周。接着在接下来的两周内每周一次，最后根据需要每月一次。采用小角X射线散射技术来确定稳定化脂质颗粒内部纳米结构的晶格类型。将样品填充至一个1毫米石英毛细管中，并妥善密封。然后将毛细管置于控温样品台中。使用真空泵抽空样品室。使用由软件控制的微条带X射线探测器记录一维散射图谱。在获得三次曝光时间为300秒的图谱后，对这些图谱进行积分，并按照文本方案中所述进行后续分析。将所有记录的衍射图谱以PN3M空间群进行指标化，其中一-一-零、一-一-一、二-零-零、二-一-一、二-二-零和二-二-一衍射峰应能清晰识别。利用超声处理将高黏性脂质立方相破碎成微小颗粒。采用原始的单壁碳纳米管或经过功能化的多壁碳纳米管作为稳定剂，制备出具有流动一致性的油水乳液。需要优化碳纳米管与脂质的比例，以获得均一且稳定的乳液。CNT 含量过少的乳液含有脂质团块，而 CNT 含量过多的乳液则含有 CNT-脂质团块。小角X射线散射图谱证实，PN3M立方相在过量水中由体相脂质植烷三醇所呈现的结构，同样保留在F127稳定的乳液以及所有CNT稳定的乳液中。静态光散射研究表明，由F127稳定的立方相纳米颗粒的粒径分布与由CNT稳定的立方相纳米颗粒的粒径分布相似，平均粒径均处于亚微米范围。拉曼光谱中观察到的CNT特征G带和G′带在CNT稳定的脂质颗粒中出现蓝移，表明脂质分子可能包覆在CNT表面，如本示意图所示。观看本综述后，您应能充分理解如何通过几个简单的步骤制备碳纳米管-脂质杂化颗粒。这些纳米结构脂质颗粒有助于研究功能分子在脂质自组装过程以及碳纳米管表面的分布行为，从而为探索用于重大疾病联合治疗的杂化纳米分子开辟新途径。

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化学

内部自组装脂质颗粒的简易制备碳纳米管稳定

本实验方案描述了一种简单、稳定且可扩展的技术，用于将宏观的纳米颗粒-配体单层膜在无模板基底上进行功能化和自组装。...

一种在无模板基底上功能化并自组装宏观纳米粒子-配体单层膜的技术

支撑脂双层和天然膜颗粒是可模拟细胞膜特性的便捷体系，可被整合到多种分析策略中。本文展示了一种制备微阵列的方法，该微阵列由涂覆有支撑脂双层的SiO2微珠、磷脂囊泡或天然膜颗粒组成。...

采用刮刀式组装方法制备生物膜微阵列

我们介绍了两亲性六炔的合成方法，并展示了其在气-水界面利用这些富碳、具有反应性的分子前体自组装单分子层制备碳纳米片的应用。...

室温下碳纳米片的制备

本文介绍了一种利用小角中子散射进行结构表征，对碳纳米管进行具有结构可调聚合物封装层的功能化方法。...

单壁碳纳米管与热可逆嵌段共聚物的功能化及其小角中子散射表征

一种通过连续化学修饰步骤选择性地将聚合物链引入多壁碳纳米管侧壁并实现其自组装的聚苯乙烯接枝多壁碳纳米管的合成方法 通过...

将多壁碳纳米管接枝聚苯乙烯以实现自组装和各向异性表面修饰

固相支撑、无蛋白质的双层磷脂膜（DLBM）可转化为复杂的动态脂质纳米管网络，可作为内质网的二维自下而上模型。...

人工脂质纳米管网络的自发生长与重组：内质网的自下而上模型

本研究描述了采用薄膜法进行经典水合以制备纳米脂质体，并随后对纳米颗粒进行表征。一种分子量为47...

用于包载生物活性亲水性球状蛋白质的纳米脂质体的制备与表征

本方案描述了一种利用驱动蛋白滑动运动与巨大单层脂质囊泡相结合来制备脂质纳米管网络的方法。...

利用驱动蛋白运动分析法构建多组分脂质纳米管网络

我们报道了一种通过在脂质双层中掺杂铜(II)...

水/气界面处掺杂疏水性有机分子的杂化脂质膜的自组装

在本文中，我们展示了将F-肌动蛋白细胞骨架包封进巨大单层脂质囊泡（也称为脂质体）的实验技术，以及在脂质体膜内小叶形成模拟细胞皮层的F-肌动蛋白层的方法。...

体外 在巨大单层囊泡内重建肌动蛋白细胞骨架

本文演示了一种使用限域撞击射流（CIJ）混合器技术合成脂质纳米颗粒（LNPs）的详细方案，其中包括双射流CIJ和四射流多入口涡流混合器（µMIVM）。CIJ混合器可产生可重复的湍流微混合环境，从而制备出单一分散的LNPs。...

在受限撞击射流混合器中通过湍流合成脂质纳米颗粒

学习利用碳纳米管稳定内部自组装脂质颗粒的简易制备方法。该技术结合碳纳米管与脂质纳米结构特性，形成粒径约一微米以下的油水乳液，核心含双连续立方脂质纳米结构，适用于药物递送等生物医学应用。

碳纳米管稳定的内源性自组装脂质颗粒的简便制备

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