Particules sans boîte: Brush-première synthèse de photodégradables PEG étoiles polymères dans des conditions ambiantes

L’objectif général de l’expérience suivante est d’apprendre à fabriquer une série de nanoparticules à base de polyéthylène glycol ou de PEG en parallèle en utilisant la métathèse d’ouverture d’anneau, la polymérisation ou la rom. Cet objectif est atteint en synthétisant d’abord un macro-monomère et un réticulant appropriés. Ces composés définissent les propriétés finales des nanoparticules dans la deuxième étape.

Le macro-monomère est polymérisé par débardage pour produire un lot de polymères de goupillon vivants avec des chaînes latérales à chevilles. Ensuite, les polymères du goupillon vivant sont transférés dans des flacons contenant différentes quantités de réticulant afin d’initier la croissance de nanoparticules. Cette procédure peut produire une gamme variée de nanoparticules avec des masses molaires qui dépendent de la quantité de réticulant ajoutée et de la fonctionnalité définie par la structure du macromonomère et de l’agent de réticulation.

Les masses molaires peuvent ensuite être déterminées par chromatographie par perméation de gel. Le principal avantage de cette technique par rapport aux méthodes existantes comme la polymérisation radicalaire, est qu’elle peut être réalisée très rapidement sur la paillasse et peut être utilisée pour polymériser une large gamme de monomères densément fonctionnalisés et cly. Il est essentiel d’exiger une démonstration visuelle de cette méthode car, bien qu’elle soit simple, elle nécessite une quantité importante de multitâche.

La démonstration de cette procédure aujourd’hui sera assurée par Jenny Lu, une étudiante diplômée de mon groupe. Tout d’abord, ajoutez 300 milligrammes de polyéthylène glycol 3000 à terminaison monoamine ou de peg amine 3000 dans un flacon à scintillation de 40 millilitres, équipé d’un agitateur. Ensuite, ajoutez trois millilitres de diméthylformamide anhydre ou DMF dans le flacon pour dissoudre la peg amine.

Laissez la solution remuer et chauffer légèrement jusqu’à ce que toute l’amine peg soit dissoute. Après avoir ajouté 36 milligrammes de Norbertine NHS Ester, bouchez le flacon et remuez le mélange réactionnel à température ambiante pendant la nuit. Lorsque vous avez terminé, retirez le barreau d’agitation et ajoutez environ 35 millilitres d’éther éthylique froid à la solution réactionnelle.

Pour précipiter le macro-monomère peg, filtrez le précipité blanc et duveteux à l’aide d’un entonnoir de Buchner et lavez-le abondamment avec de l’éther dathylique. Transférez ensuite le précipité dans un flacon à scintillation de 20 millilitres et séchez-le sous vide pendant 24 heures. Pour éliminer l’éther dathylique résiduel afin de préparer le catalyseur A, ajoutez 500 milligrammes de larves, catalyseur de deuxième génération dans un flacon à scintillation de 20 millilitres.

Équipé d’un agitateur, ajoutez environ 0,5 millilitres pur dans le flacon et observez la solution. Changement de couleur du rouge au vert. Laissez la réaction déranger brièvement jusqu’à ce que toute la couleur rouge ait disparu et que la solution soit devenue visqueuse.

Si la couleur rouge n’a pas complètement disparu, ajoutez plus de purine au besoin. Ensuite, remplissez le flacon de réaction avec environ 20 millilitres de pentane froid pour précipiter le complexe A. Si nécessaire, utilisez une spatule pour briser le précipité. Filtrez la suspension à l’aide d’un entonnoir pour recueillir le précipité vert.

Lavez ensuite le précipité avec quatre fois 15 millilitres de pentane froid. Transférez le solide vert dans un flacon à scintillation de 20 millilitres et séchez-le sous vide pendant la nuit. Dans un flacon de trois millilitres, équipé d’un agitateur, pesez soigneusement 65 milligrammes de macro-monomère à cheville

B.Si nécessaire, utilisez un pistolet statique pour retirer l’électricité statique des flacons et de la spatule. Après avoir ajouté 158 microlitres de tétra hydro FU ou THF dans le flacon, bouchez-le immédiatement pour éviter l’évaporation du solv. Laisser la solution remuer et chauffer légèrement si nécessaire, jusqu’à ce que tout le macromonomère soit dissous dans un flacon de trois millilitres contenant 2,8 milligrammes de catalyseur A à 466 microlitres d’hydrofurine anhydre pour donner une solution catalytique de six milligrammes par millilitre.

Une fois que le flacon a été bouché, faites-le tourner doucement pour que le catalyseur se dissolve complètement, donnant une solution de couleur vert forêt. Après avoir transféré la solution catalytique dans une seringue, placez l’extrémité de l’aiguille juste au-dessus du mélange de macro-monomères d’agitation et ajoutez rapidement 243 microlitres de la solution dans le flacon. Boucher immédiatement le flacon et laisser le mélange réactionnel remuer pendant 15 minutes pour former l’initiateur de brosse vivante.

Un initiateur de brosse vivant doit être utilisé immédiatement pour la cinquième étape. Ensuite, avec précaution, ajoutez 3,6 milligrammes, 5,5 milligrammes et 7,3 milligrammes d’un agent de réticulation NBO biz norbertine préalablement préparé dans trois flacons séparés de trois millilitres équipés de barres d’agitation. Alternativement, le réticulant peut être ajouté à ces flacons avant de commencer.

Quatrième étape, ci-dessus. Transférez la solution d’initiateur de brosse vivante dans une seringue. Placez la pointe de l’aiguille juste au-dessus de l’agent de réticulation solide et ajoutez 123 microlitres de solution à chacun des trois flacons.

Fermez immédiatement les flacons et allumez la plaque d’agitation. Mélangez les réactions de formation de polymère étoile ou de BSP à trois bras de brosse à température ambiante jusqu’à la fin. La formation de BA avec ce macro-monomère spécifique et ce réticulant est terminée en quatre heures.

Cependant, les réactions peuvent être laissées jusqu’à 24 heures sans conséquence. Éteignez les réactions en ajoutant une goutte d’éther éthylvinylique. Remuez pendant 10 minutes pour assurer une trempe complète après filtration par dilution.

Analysez les échantillons par GPC. Dans cette étude, les macro-monomères PEG B un, B deux et B trois ont été préparés à partir de différentes sources immunitaires PEG et la formation de nanoparticules BA résulte avant et après une préparation rigoureuse de chromatographie liquide à haute performance. La purification des macro-monomères a été comparée, illustrée ici sont des traces GPC pour une variété de basses préparées à partir de B un, B deux et B trois.

Dans tous les cas, les données montrent que l’augmentation de l’équivalence de l’agent de réticulation entraîne une augmentation de la masse molaire de l’achigan. Comme nous l’avons observé précédemment, l’équivalence de 10 de la réticulation n’est pas suffisante pour obtenir des bps uniformes. L’échantillon montre une trace GPC clairement multimodale avec une grande quantité de polymère de brosse résiduelle, en particulier dans le cas de macro-monomères non purifiés.

D’une part, de plus grandes quantités de réticulant entraînent des distributions uniformes de la masse molaire avec très peu de brosse résiduelle. Dans le macro monomère, la masse molaire moyenne en poids double approximativement et passant de 15 à 20 équivalent dans le cas de B trois, aucun macro monomère résiduel et moins de 1 % de brosse résiduelle reste pour les cas équivalents 15 et 20 Une fois maîtrisée, cette technique peut être utilisée pour faire des bibliothèques de beaucoup plus de trois particules et parallèle si elle est correctement réalisée. Lors de cette procédure, il est important de ne pas oublier de garder une trace de chaque flacon et des quantités appropriées de réactifs à ajouter à chaque flacon, en particulier lorsque la taille de la banque augmente.

Une bonne tenue de dossiers et une attention aux détails sont essentielles. En suivant cette procédure, vous pouvez fabriquer des matériaux pour une gamme d’applications différentes, notamment l’administration de médicaments, l’auto-assemblage et la catalyse assistée simplement en changeant les différents macro-monomères et agents de réticulation, ou en utilisant des mélanges de macro-monomères et d’agents de réticulation.