碳纳米管稳定的内源性自组装脂质颗粒的简便制备

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化应用，其中脂质颗粒在内部自组装形成稳定的纳米结构乳液。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与脂质纳米结构两者的特性。

CNT 稳定化产生一种油水乳液，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 CNT 表面包覆了生物相容性脂质分子，预计其毒性较低。近期研究报告迄今表明，功能化可显著降低 CNT 的毒性及细胞毒性作用，同时提高其生物相容性。

演示该实验步骤的是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。通过将200毫克表面活性剂溶解于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）或植烷三醇（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。将混合物以脉冲模式超声处理十分钟，工作参数为每超声1秒，间歇1秒，功率为35%。由于超声过程中产生热量，小瓶会变得很热。

因此，在从夹具上取下之前，需使其冷却至室温。将形成的乳白色分散液在室温下储存至少24小时后再进一步使用，以确保其稳定性，防止发生相分离。

使用探头前后，均需用丙酮清洁，并用纸巾擦干。随后用超纯水冲洗，并再次干燥。在两个独立的烧杯中，分别称取4毫克的羟基功能化碳纳米管（CNTs）粉末和羧基功能化碳纳米管（CNTs）粉末，两者均为黑色。

向每个烧杯中加入500毫升超纯水。使用探头式超声仪，以40%的功率在连续脉冲模式下对混合物超声处理两分钟。所得多壁碳纳米管分散液的浓度为8微克/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，配制成浓度为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，并如前所述进行超声处理，以获得不同浓度的单壁碳纳米管分散液。称取500毫克熔融态DU置于玻璃小瓶中。然后，向小瓶中加入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-二甲基亚砜混合液进行超声处理。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。

以35%的功率在连续脉冲模式下对碳纳米管PT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。

检查分散体系是否失稳，或分散体系中是否形成团块。使用数码相机定期拍照，例如在第一周内每天拍摄分散体系的照片。

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使用空间群PN3M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的脂质立方相破碎成微小颗粒。采用原始的单壁碳纳米管或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。

碳纳米管（CNTs）含量过少的乳液会形成脂质团块，而碳纳米管过量的乳液则会形成碳纳米管-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碳纳米管稳定的乳液中。

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。在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，这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制备碳纳米管-脂质杂化颗粒，该方法已通过几个简单步骤得到演示。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中的行为，以及在碳纳米管表面的分布特性，从而为探索杂化纳米分子在重大疾病联合治疗中的应用开辟了新途径。