Préparation Facile d'intérieur auto-assemblées particules lipides stabilisés par des nanotubes de carbone

L’objectif global de cette méthode est de préparer des particules hybrides nanostructurées à l’aide de nanotubes de carbone, ou NTC, et d’auto-assemblages lipidiques. Cette méthode présente l’une des applications intelligentes des nanotubes de carbone, où l’émulsion de nanostructure stabilisée de particules lipidiques auto-assemblées en interne. Le principal avantage de cette technique est que le protocole est assez simple et qu’il combine les propriétés des éléments des NTC et des nanostructures lipidiques.

La stabilisation CNT produit une émulsion d’huile et d’eau où les particules ont une taille d’environ un micron ou moins, et le noyau contient une nanostructure lipidique cubique bi-continue. En raison de l’enrobage des NTC avec des molécules lipidiques biocompatibles, leur toxicité devrait être faible. Des rapports récents ont jusqu’à présent montré que la fonctionnalisation réduit remarquablement les effets toxiques, cytotoxiques, des NTC tout en augmentant la biocompatibilité.

Yogita Patil-Sen, post-doc de mon laboratoire, et Amin Sadgehpour, post-doctorant du laboratoire du professeur Rappolt, feront la démonstration de la procédure. Préparez une solution de tensioactif à 0,2 % dans l’eau en dissolvant 200 milligrammes de tensioactif dans 100 millilitres d’eau ultra-pure en la remuant pendant 20 à 30 minutes. Ajoutez 500 milligrammes de Dimodan U, DU ou Phytantriol fondu, ou PT, dans un flacon en verre.

Ajoutez ensuite 9,5 grammes de la solution 0,2 % F127. Sur l’appareil à ultrasons à sonde, fixez fermement le flacon à la mâchoire du support d’autoclave, afin qu’il puisse résister aux vibrations générées par la sonication. Insérez la sonde en alliage de titane solide fixée au sonicateur de cellule.

Ajustez la hauteur et la position du flacon pour vous assurer que ses côtés et son fond ne touchent pas la sonde. Sonicez le mélange pendant dix minutes en mode pulsé, avec une impulsion d’une seconde médiée par un temps de retard d’une seconde à 35 % de puissance. La fiole devient très chaude en raison de la chaleur générée lors de la sonication.

Par conséquent, laissez-le refroidir à température ambiante avant de le retirer de la pince. Conservez la dispersion formée laiteuse à température ambiante pendant au moins 24 heures avant de l’utiliser ultérieurement. Il s’agit d’assurer sa stabilité contre la séparation par étapes.

Avant et après l’utilisation de la sonde, nettoyez-la avec de l’acétone et séchez-la avec une serviette en papier. Ensuite, rincez-le à l’eau ultra-pure et séchez-le à nouveau. Dans deux béchers séparés, pesez quatre milligrammes de CNT hydroxy-fonctionnalisés en poudre et de CNT fonctionnalisés carboxyles, tous deux de couleur noire.

Ajoutez 500 millilitres d’eau ultra-pure dans chaque bécher. À l’aide d’une sonde à ultrasons, soniser les mélanges pendant deux minutes en mode d’impulsion continue à 40 % de puissance. La concentration résultante de la dispersion CNT à parois multiples est de huit microgrammes par millilitre.

Diluez la solution mère de NTC à parois multiples avec des quantités appropriées d’eau ultra-pure pour obtenir des dispersions de NTC à parois multiples à plusieurs concentrations différentes. Sonicez ces dispersions comme précédemment. De même, dispersez trois milligrammes de NTC en poudre à paroi simple dans 500 millilitres d’eau ultra-pure pour obtenir une solution mère de dispersion de NTC à paroi simple de six microgrammes par millilitre.

Diluer la solution mère de NTC à paroi simple et sonicer comme précédemment pour obtenir des dispersions de NTC à paroi simple de différentes concentrations. Pesez 500 milligrammes d’uranium appauvri fondu dans un flacon en verre. Ensuite, ajoutez 9,5 millilitres de la dispersion CNT à paroi simple de six microgrammes par millilitre dans le flacon.

Sonicer le mélange d’UA CNT en utilisant les mêmes paramètres que ceux utilisés pour la fabrication de dispersions de CNT purs. Une fois refroidies à température ambiante, les particules lipidiques stabilisées au NTC avec une nanostructure auto-assemblée conservée à l’intérieur seront prêtes. De la même manière, préparez les particules lipidiques en utilisant les dispersions de NTC à paroi simple de 0,4 microgramme par millilitre et de 0,2 microgramme par millilitre.

Sonicez les dispersions CNT PT à 35 % de puissance pendant une durée plus longue de quinze minutes en mode d’impulsion continue. Refroidissez les dispersions à température ambiante et laissez-les pendant 24 heures avant de les caractériser. Surveiller la stabilité des dispersions par observation visuelle.

Vérifiez si les dispersions sont déstabilisées ou si des grumeaux se sont formés dans les dispersions. Prenez des photos à intervalles réguliers avec un appareil photo numérique. Par exemple, prenez des photos des dispersions tous les jours au cours de la première semaine.

Puis tous les deux jours pendant une semaine. Suivi d’une fois par semaine pendant les deux semaines suivantes, et enfin d’une fois par mois selon les besoins. La technique de diffusion des rayons X aux petits angles est utilisée pour déterminer le type de réseau de l’inter-nanostructure des particules lipidiques stabilisées.

Remplissez l’échantillon dans un capillaire en quartz d’un millimètre et scellez-le correctement. Placez ensuite le capillaire dans une étape d’échantillonnage à température contrôlée. Évacuez la chambre d’échantillonnage à l’aide d’une pompe à vide.

Enregistrez les motifs de diffusion 1D à l’aide d’un détecteur de rayons X à micro-bandes contrôlé par un logiciel. Après avoir obtenu trois profils avec un temps d’exposition de 300 secondes, intégrez ces profils et procédez à l’analyse comme décrit dans le protocole texte. Indexez tous les motifs de diffraction enregistrés avec un groupe d’espace PN3M dans lequel les réflexions un-un-zéro, un-un-un, deux-zéro-zéro, deux-un-un, deux-deux-zéro, et deux-deux-un peuvent être clairement remarquées.

La phase cubique lipidique très visqueuse est défragmentée en particules par ultrasons. Des NTC à paroi simple vierges ou à parois multiples fonctionnalisées sont utilisés comme stabilisants pour produire une émulsion d’huile et d’eau présentant une consistance fluide. Un rapport CNT/lipides optimal est nécessaire pour obtenir des émulsions homogènes et stables.

Les émulsions contenant trop peu de NTC contiennent des grumeaux lipidiques. Alors que les émulsions avec un excès de NTC contiennent des grumeaux lipidiques de NTC. Les diagrammes de diffusion des rayons X aux petits angles confirment que la phase cubique PN3M, représentée également par le phytantriol lipidique en vrac dans l’excès d’eau, est retenue dans les émulsions stabilisées F127, ainsi que dans toutes les émulsions stabilisées au CNT.

Des études de diffusion statique de la lumière démontrent que la distribution granulométrique des cubosomes stabilisés par F127 est comparable à la distribution granulologique des cubosomes stabilisés aux NTC, et que la taille moyenne des particules se situe dans la gamme submicronique. Les bandes premières G et G caractéristiques, ou NTC, observées dans les spectres Raman, montrent un décalage vers le bleu pour les particules lipidiques stabilisées par CNT. Cela démontre la possibilité d’enrober les NTC par des molécules lipidiques, comme le représente ce schéma de principe.

Après avoir regardé cette revue, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon de préparer des particules hybrides lipidiques CNT, comme cela a été démontré en quelques étapes faciles. Ces particules lipidiques nanostructurées et l’apprentissage des molécules fonctionnelles au sein de l’auto-assemblage des lipides, ainsi qu’à la surface des NTC, ouvrent la voie à l’exploration de nanomolécules hybrides dans des thérapies combinées contre des maladies majeures.