Methodenartikel

Formulierung von Diblock Polymernanopartikel durch Nanopräzipitation Technik

DOI:

10.3791/3398

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20. September 2011

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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

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Dieser Artikel beschreibt ein Nanopräzipitation Methode zur Polymer-Nanopartikel mit Diblock-Copolymere zu synthetisieren. Wir besprechen die Synthese von Di-Co-Polymeren, die Nanopräzipitation Technik und Einsatzmöglichkeiten.

Zusammenfassung

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Nanotechnologie ist ein relativ neuer Zweig der Wissenschaft, die Nutzung beinhaltet die einzigartigen Eigenschaften von Teilchen, die Nanometer-Skala (Nanopartikel) sind. Nanopartikel können in einer präzisen Art und Weise, wo ihre Größe, Zusammensetzung und Oberflächenchemie sorgfältig kontrolliert werden können manipuliert werden. Dies ermöglicht eine beispiellose Freiheit, um einige der grundlegenden Eigenschaften ihrer Ladung, wie Löslichkeit, Diffusion, Gewebeverteilung Release-Eigenschaften und Immunogenität zu ändern. Seit ihrer Gründung haben Nanopartikel in vielen Bereichen der Naturwissenschaften und der Medizin, einschließlich Drug-Delivery-, Bildbearbeitungs-und Zellbiologie 1-4 verwendet worden. Es ist jedoch nicht vollständig außerhalb der "Nanotechnologie Laboratorien" durch wahrgenommene technische Barriere eingesetzt. In diesem Artikel beschreiben wir eine einfache Methode, um eine Polymer-Nanopartikel, die ein breites Spektrum möglicher Anwendungen ist zu synthetisieren.

Der erste Schritt ist, um ein Diblock Co-Polymer, das sowohl eine hydrophobe Domäne und hydrophilen Domäne zu synthetisieren. Mit PLGA und PEG als Modell Polymere, beschrieben wir eine Konjugationsreaktion mit EDC / NHS-Chemie 5 (Abb. 1). Wir diskutieren auch die Polymer-Reinigungsprozess. Die synthetisierten Diblock-Copolymer kann in Nanopartikel selbst zusammen in der Nanopräzipitation Prozess durch hydrophobe-hydrophile Wechselwirkungen.

Die beschriebenen Polymer-Nanopartikel ist sehr vielseitig. Der hydrophobe Kern der Nanopartikel genutzt werden, um schwer löslichen Medikamenten für Drug-Delivery experiments6 tragen. Darüber hinaus können die Nanopartikel das Problem der toxischen Lösungsmittel für schwerlösliche Molekularbiologie Reagenzien, wie Wortmannin, die ein Lösungsmittel wie DMSO erfordert überwinden. Allerdings kann DMSO toxisch für Zellen und stören mit dem Experiment. Diese schwer löslichen Medikamenten und Reagenzien kann effektiv geliefert werden unter Verwendung von Polymer-Nanopartikeln mit minimaler Toxizität. Polymer-Nanopartikel können auch mit Fluoreszenzfarbstoff beladen und genutzt werden für intrazellulären Transport Studien. Schließlich können diese Polymer-Nanopartikel konjugiert werden, um Targeting-Liganden durch die Oberfläche PEG. Solche gezielten Nanopartikel können verwendet werden, um spezifische Epitope auf oder in Zellen 7-10 Label sein.

Protokoll

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1. Synthese von PLGA-b-PEG-Polymer

  1. Poly (D, L-Lactid-co-Glycolid) (PLGA) mit Terminal Carboxylatgruppen (PLGA-Carboxylat) ist in jedem Lösungsmittel für PLGA (wie in Materialien Abschnitt erwähnt) in einer Konzentration von 5 mM aufgelöst. PLGA kann bei dieser Konzentration unter leichtem Rühren gelöst werden.
  2. Beide NHS (Molekulargewicht 115,09) und EDC (Molekulargewicht 191,7) sind in den PLGA-Lösung bei einer Konzentration von 25 mM gelöst. (Beide EDC und NHS sind in einem stöchiometrischen Überschuß von 5-mal im Vergleich zu PLGA hinzugefügt). PLGA-Carboxylat in PLGA-NHS, indem EDC und NHS zu PLGA-Carboxylat-Lösung unter leichtem Rühren für ca....

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Diskussion

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Die Nanopräzipitation Methode mit Diblock-Copolymeren stellt eine einfache, schnelle Methode, um polymere Nanopartikel Ingenieur. Die entstehenden Nanopartikel bestehen aus einem hydrophoben Kern, der für die Lieferung von schwer löslichen Verbindungen genutzt werden können zusammengesetzt. Die Oberfläche hydrophilen Schicht ermöglicht eine ausgezeichnete Löslichkeit in Wasser und gleichzeitig eine Einheit für mögliche weitere Konjugation an ein Targeting-Liganden.

Es gibt viele Nanopartikel.......

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Offenlegungen

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Keine Interessenskonflikte erklärt.

Danksagungen

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Diese Arbeit wurde von der Golfers Against Cancer, Carolina Zentrum für Nanotechnologie Excellence Pilot gewähren, University Cancer Research Fund und National Health Institute K-12 Career Development Award finanziert.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Reagens Firma Katalog-Nummer Kommentare
EDC Thermo Scientific 22980 Konjugation Reagent
NHS Thermo Scientific 24500 Konjugation Reagent
Amin-PEG-Carboxylat Laysan Bio Inc. NH2-PEG-CM-5000 Polymer (Kann jeder PEG MW zu verwenden, ist 5000 hier aufgeführt)
PLGA-carbxylate Lactel B6013-2 Polymer
Dichlormethan (DCM) Sigma-Aldrich 34856 Lösungsmittel
Acetonitril> 99% Reinheit Sigma-Aldrich 34851 Lösungsmittel
Methanol> 99% Reinheit Sigma-Aldrich 34860 Waschen

Referenzen

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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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Schlagwörter

Diblock Polymeric NanoparticlesNanoprecipitation TechniquePLGA PEG CopolymerEDC NHS ChemistryPolymer PurificationDrug Loading EfficiencyDynamic Light ScatteringTransmission Electron MicroscopyHPLC AnalysisCellular Trafficking Studies

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