Partikel ohne Box: Bürsten erste Synthese von Photochemisch PEG-Sterne-Polymers unter Umgebungsbedingungen

Das übergeordnete Ziel des folgenden Experiments ist es, zu lernen, wie man eine Reihe von Polyethylenglykol- oder PEG-basierten Nanopartikeln parallel mittels Ringöffnungsmetathese, Polymerisation oder ROM herstellt. Dieses Ziel wird erreicht, indem zunächst ein geeignetes Makromonomer und ein Vernetzer synthetisiert werden. Diese Verbindungen definieren im zweiten Schritt die endgültigen Eigenschaften der Nanopartikel.

Das Makromonomer wird durch Romp polymerisiert, um eine Charge lebender Flaschenbürstenpolymere mit Stiftseitenketten zu erhalten. Als nächstes werden die Polymere der lebenden Flaschenbürsten auf Fläschchen mit unterschiedlichen Mengen an Vernetzer übertragen, um das Wachstum der Nanopartikel zu initiieren. Dieses Verfahren kann eine Vielzahl von Nanopartikeln mit Molmassen erzeugen, die von der Menge des hinzugefügten Vernetzers und der Funktionalität abhängen, die durch die Makromonomer- und Vernetzerstruktur definiert wird.

Die Molmassen können dann mittels Gelpermeationschromatographie bestimmt werden. Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber bestehenden Methoden wie der Polymerisation freier Radikale besteht darin, dass sie sehr schnell auf dem Labortisch durchgeführt werden kann und zur Polymerisation einer Vielzahl von Monomeren verwendet werden kann, die dicht funktionalisiert und cly sind. Anspruchsvoll Die visuelle Demonstration dieser Methode ist von entscheidender Bedeutung, da sie zwar einfach ist, aber ein erhebliches Maß an Multitasking erfordert.

Dieses Verfahren wird heute von Jenny Lu, einer Doktorandin aus meiner Gruppe, demonstriert. Zuerst werden 300 Milligramm Monoamin-terminiertes Polyethylenglykol 3000 oder Peg-Amin 3000 in ein 40-Milliliter-Szintillationsfläschchen gegeben, das mit einem Rührstab ausgestattet ist. Geben Sie anschließend drei Milliliter wasserfreies Dimethylformamid oder DMF in die Durchstechflasche, um das Peg-Amin aufzulösen.

Lassen Sie die Lösung umrühren und leicht erhitzen, bis sich das gesamte Peg-Amin aufgelöst hat. Nach Zugabe von 36 Milligramm Norbertin NHS Ester verschließen Sie das Fläschchen und rühren Sie das Reaktionsgemisch über Nacht bei Raumtemperatur um. Wenn Sie fertig sind, entfernen Sie den Rührstab und geben Sie etwa 35 Milliliter Kaltethylether in die Reaktionslösung.

Zur Ausfällung des Peg-Makromonomers filtrieren Sie den weißen, flauschigen Niederschlag mit einem Buchner-Trichter und waschen ihn ausgiebig mit Dathylether. Übertragen Sie dann den Niederschlag in ein 20-Milliliter-Szintillationsfläschchen und trocknen Sie ihn 24 Stunden lang unter Vakuum. Um restliche Dathylether zur Vorbereitung von Katalysator A zu entfernen, geben Sie 500 Milligramm Engerlinge des Katalysators der zweiten Generation in ein 20-Milliliter-Szintillationsfläschchen.

Ausgestattet mit einem Rührstab ca. 0,5 Milliliter pur in das Fläschchen geben und die Lösung beobachten. Farbwechsel von Rot zu Grün. Lassen Sie die Reaktion kurz stören, bis die gesamte rote Farbe verschwunden ist und die Lösung zähflüssig geworden ist.

Wenn die rote Farbe nicht vollständig verschwunden ist, fügen Sie bei Bedarf mehr Purin hinzu. Füllen Sie anschließend das Reaktionsgefäß mit etwa 20 Millilitern kaltem Pentan, um den Komplex A auszufällen. Falls erforderlich, verwenden Sie einen Spatel, um den Niederschlag aufzubrechen. Die Suspension wird mit einem Trichter filtriert, um den grünen Niederschlag aufzufangen.

Waschen Sie dann den Niederschlag mit viermal 15 Millilitern kaltem Pentan. Den grünen Feststoff in ein 20-Milliliter-Szintillationsfläschchen umfüllen und über Nacht unter Vakuum trocknen. In einem Drei-Milliliter-Fläschchen, das mit einem Rührstab ausgestattet ist, werden 65 Milligramm Peg-Makromonomer vorsichtig abgewogen.

B.Falls erforderlich, verwenden Sie eine statische Pistole, um statische Aufladung von den Durchstechflaschen und dem Spatel zu entfernen. Nachdem Sie 158 Mikroliter Tetrahydro FU oder THF in das Fläschchen gegeben haben, verschließen Sie es sofort, um eine Verdunstung des Solv zu verhindern. Lassen Sie die Lösung umrühren und erhitzen Sie sie, falls erforderlich, leicht, bis das gesamte Makromonomer in einem Drei-Milliliter-Fläschchen aufgelöst ist, das 2,8 Milligramm Katalysator A bei 466 Mikrolitern wasserfreiem Hydrofurin enthält, um eine Katalysatorlösung von sechs Milligramm pro Milliliter zu erhalten.

Sobald das Fläschchen verschlossen ist, schwenken Sie es vorsichtig, so dass sich der Katalysator vollständig auflöst und eine waldgrüne Lösung entsteht. Nachdem Sie die Katalysatorlösung in eine Spritze umgefüllt haben, platzieren Sie die Nadelspitze direkt über dem rührenden Makromonomergemisch und geben Sie schnell 243 Mikroliter der Lösung in die Durchstechflasche. Verschließen Sie das Fläschchen sofort und lassen Sie das Reaktionsgemisch 15 Minuten lang rühren, um den lebenden Bürsteninitiator zu bilden.

Für Schritt fünf sollte sofort ein lebender Bürsteninitiator verwendet werden. Geben Sie anschließend vorsichtig 3,6 Milligramm, 5,5 Milligramm und 7,3 Milligramm eines zuvor zubereiteten Biz Norbertin NBO-Vernetzers in drei separate Drei-Milliliter-Fläschchen, die mit Rührstäbchen ausgestattet sind. Alternativ kann der Vernetzer diesen Fläschchen vor dem Start zugesetzt werden.

Schritt vier, oben. Übertragen Sie die lebende Bürsteninitiatorlösung in eine Spritze. Platzieren Sie die Nadelspitze direkt über dem festen Vernetzer und geben Sie 123 Mikroliter der Lösung in jedes der drei Fläschchen.

Verschließen Sie die Fläschchen sofort und schalten Sie die Rührplatte ein. Rühren Sie die Reaktionen mit drei Bürstenarmen, Sternpolymer oder BSP-Bildung bei Raumtemperatur bis zum Abschluss. Die BA-Bildung mit diesem spezifischen Makromonomer und Vernetzer ist in vier Stunden abgeschlossen.

Die Reaktionen können jedoch bis zu 24 Stunden ohne Konsequenzen bestehen bleiben. Quälen Sie die Reaktionen, indem Sie einen Tropfen Ethylvinylether hinzufügen. 10 Minuten lang rühren, um eine vollständige Abschreckung nach der Verdünnungsfiltration zu gewährleisten.

Analysieren Sie die Proben mit GPC. In dieser Studie wurden die PEG-Makromonomere B eins, B zwei und B drei aus verschiedenen PEG-Immunquellen hergestellt, und die BA-Nanopartikelbildung führte zu einer rigorosen Vorbereitung der Hochleistungsflüssigkeitschromatographie. Die Aufreinigung von Makromonomeren wurde verglichen, hier sind GPC-Spuren für eine Vielzahl von Barschen zu sehen, die von B eins, B zwei und B drei hergestellt wurden.

In allen Fällen zeigen die Daten, dass eine Erhöhung der Äquivalenz des Vernetzers zu einer Zunahme der Molmasse des Barsches führt. Wie bereits beobachtet, ist eine 10-fache Äquivalenz des Vernetzers nicht ausreichend, um einen einheitlichen bps zu erreichen. Die Probe zeigt eine deutlich multimodale GPC-Spur mit einer großen Menge an restlichem Bürstenpolymer, insbesondere im Fall von ungereinigtem Makromonomer.

B eins führen größere Mengen an Vernetzer zu gleichmäßigen Molmassenverteilungen mit sehr wenig Restbürsten. Im Makromonomer verdoppelt sich die durchschnittliche Molmasse ungefähr und geht von 15 auf 20 Äquivalent im Fall von B drei, kein Restmakromonomer und weniger als 1 % Restbürste bleibt für die Fälle 15 und 20 Äquivalente übrig. Einmal gemeistert, kann diese Technik verwendet werden, um Bibliotheken von viel mehr als drei Partikeln zu erstellen, die parallel sind, wenn sie richtig durchgeführt wird. Wenn Sie dieses Verfahren ausprobieren, ist es wichtig, daran zu denken, den Überblick über jedes Fläschchen und die richtigen Mengen an Reagenzien zu behalten, die jedem Fläschchen hinzugefügt werden müssen, insbesondere wenn die Bibliotheksgröße zunimmt.

Eine gute Buchführung und Liebe zum Detail sind von entscheidender Bedeutung. Nach diesem Verfahren können Sie Materialien für eine Reihe verschiedener Anwendungen herstellen, darunter die Verabreichung von Arzneimitteln, die Selbstorganisation und die unterstützte Katalyse, indem Sie einfach die verschiedenen Makromonomere und Vernetzer austauschen oder Mischungen aus Makromonomeren und Vernetzern verwenden.