Name: Préparation Facile dintérieur auto-assemblées particules lipides stabilisés par des nanotubes de carbone (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-02-19T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 47 s
Description: Apprenez à préparer des particules lipidiques nanostructurées stabilisées par des nanotubes de carbone pour des applications biomédicales. Cette méthode simple combine les propriétés des CNT et des auto-assemblages lipidiques.

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Nous tenons à remercier le Dr Matthew J. Baker, maintenant à l&#39;Université de Strathclyde, Glasgow pour le soutien à des expériences Raman et M. Nick Gaunt pour son travail préalable de ce projet.

Attention: NTC utilisées dans ce travail sont sous la forme de nanoparticules qui peut avoir des risques supplémentaires par rapport à leurs homologues en vrac. L&#39;inhalation de graphite, à la fois naturels et synthétiques, peut causer une pneumoconiose 62 similaire à la pneumoconiose du mineur de charbon. En outre, il y a eu des préoccupations relatives à la toxicité des nanostructures à base de carbone et de quelques-unes des études antérieures suggèrent toxicité aiguë et chronique associée à l&#39;inhalation de NTC 63-68. Par conséquent, éviter l&#39;inhalation de la poudre de CNT fine et le manipuler avec le plus grand soin. En cas d&#39;inhalation, déplacer à l&#39;air frais. Si la respiration est difficile, utiliser de l&#39;oxygène pur à la place et demander une consultation médicale. formulations Solution / de dispersion des nanotubes de carbone sont plutôt sûrs à manipuler. Attention: Les lipides et les tensioactifs utilisés dans cette étude sont des matériaux de qualité alimentaire et donc non dangereux en général, mais ils sont irritantes pour les yeux et la peau, et aussi hautement inflammable. Par conséquent, s&#39;il vous plaît utiliser toutes les pratiques de sécurité appropriées telles que l&#39;utilisation de l&#39;ENcontrôles gineering (hottes) et de l&#39;équipement de protection individuelle (lunettes de sécurité, gants, blouse de laboratoire, pantalons pleine longueur, chaussures fermées) lors de la manipulation ou de la préparation des échantillons de nanoparticules. En cas de contact avec la peau ou les yeux, rincer immédiatement la peau ou les yeux avec beaucoup d&#39;eau pendant au moins 15 min. Consulter un médecin si nécessaire. 1. Préparation de lipides phases en vrac / eau Attention: Conservez les lipides dans le réfrigérateur à 4 ° C. lipides purs de qualité doivent être conservés au congélateur (-20 ° C). Aliquoter en petits flacons de verre pour éviter la contamination de l&#39;ensemble du stock et la commodité de la manipulation. D&#39;autres produits chimiques, y compris les NTC et des tensioactifs peuvent être stockés à température ambiante, mais les garder à l&#39;abri des rayons du soleil. <ol><li> Gardez lipides, à savoir, Dimodan® U (DU) et Phytantriol (PT) à température ambiante pendant 15-20 min avant l&#39;ouverture de la bouteille / couvercle de la cuvette afin d&#39;éviter la condensation. (Remarque: L&#39;uranium appauvri est un glycéride distillée comprenant 96% de monoglycérides et lareste sont des diglycérides et acides gras libres. Deux principaux composants du monoglycéride dans UA sont le linoléate (62%) et de l&#39;oléate (25%). D&#39;où la partie hydrophobe de l&#39;UA contient principalement des chaînes C18 (91%), la composition exacte de ce qui est de la façon suivante; C18: 2 (61,9%), C18: 1 (24,9%), et C18: 0 (4,2%), où C18 indique 18C-chaîne et le nombre après virgule indique le nombre de liaisons C = C. PT est un mélange d&#39;isomères optiques 3,7,11,15-tétraméthyl-1,2,3-hexadecanetriol. Il ne contient pas de fonction ester, mais se compose de très ramifié queue phytanyl avec un groupe de tête de tri-hydroxy. Les deux UA et PT forment phases cubes en présence d&#39;un excès d&#39;eau qui est également le cas pour les noyaux de particules lipidiques stabilisées 13, 45). </li><li> Faire fondre les lipides en mettant flacons dans un bain d&#39;eau chaude ou un bécher contenant de l&#39;eau maintenue au-dessus de 60 ° C (chauffage agitateur magnétique: 230 V, 50 Hz, 630 W ou similaire doit être utilisé pour chauffer l&#39;eau dans un bécher). </li><li> Alternativement flacons de chaleur à l&#39;aide de chauffe-blocs. Ne pas chauffer le lipide contenant des flacons directement sur la plaque chauffante afin d&#39;éviter gradient de température et après la décomposition des lipides. </li><li> Peser 500 mg du lipide fondu, en microtube préalablement pesé (avec bouchon de pression conique, 1,5 ml), à l&#39;aide d&#39;une pipette Pasteur en verre avec une ampoule de latex. </li><li> Ajouter 500 ml d&#39;eau ultra-pure (eau résistivité = 18,2 MQ · cm) sur le tube de microcentrifugeuse ci-dessus. </li><li> Mélanger les composants manuellement pendant 15 min en utilisant minuscule (construit sur mesure) spatule. Faire une telle spatule en aplatissant l&#39;extrémité pointue d&#39;une aiguille de seringue (0,9 mm x 40 mm de longueur de la canule) en utilisant une pince. </li><li> Centrifuger le mélange lipide / eau pendant 10 min à une vitesse de 2000 x g. Encore une fois remuer le mélange manuellement pendant 10 min, puis équilibrer pendant 24 heures. Avant la caractérisation des échantillons, les remuer pendant 5 min, puis les laisser à la température ambiante. </li><li> Afin d&#39;assurer la formation d&#39;une phase lipidique équilibre dans l&#39;ensemble du tube effectuer environ 10 cycles de gel-dégel et inte<html> rmittently effectuer une étape de centrifugation tel que défini ci-dessus. Tant la forme hautement visqueuses phases lipidiques vrac DU et PT qui rend difficile de les gérer manuellement (Figure 1). Remarque: Le protocole ci-dessus (article 1) est seulement nécessaire, si l&#39;on voudrait comparer le comportement nanostructurale (type de réseau et les dimensions de l&#39;auto-assemblage) des particules dispersées avec la phase lipidique en vrac et / ou l&#39;utiliser comme un contrôle pour confirmer la maintien de nanostructure origine. </li></ol><img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/53489/53489fig1.jpg" /> Figure 1. Préparation de l&#39;émulsion H / E en particules avec une consistance fluide à partir de phase lipidique hautement visqueux en utilisant un apport d&#39;énergie élevé (ultrasons) et en utilisant différentes CNT-stabilisants, à savoir SWCNT, MWCNT-OH, MWCNT-COOH (chiffre reproduit à partir de la référence [50] avec la permission de la royal Society of Chemistry)._upload / 53489 / 53489fig1large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure. 2. Préparation du tensioactif stabilisé particules lipidiques <ol><li> Préparer un 0,2% (w / w) tensio-actif (Pluronic F127) une solution dans l&#39;eau. <ol><li> Dissoudre 200 mg de l&#39;agent tensioactif (poudre blanche duveteuse) dans 100 ml d&#39;eau ultra pure en l&#39;agitant pendant 20-30 min (sur une plaque magnétique à l&#39;aide d&#39;un barreau magnétique). Pluronic F127 est un tensioactif non ionique et est couramment utilisé comme stabilisateur d&#39;émulsion. Il est un copolymère triséquencé de PEO 99 -PPO 67 -PEO 99, et prend donc beaucoup de temps à se dissoudre dans l&#39;eau. </li></ol></li><li> Ajouter 500 mg d&#39;uranium appauvri ou PT fondu (à l&#39;aide d&#39;une pipette Pasteur en verre) dans un flacon de verre (sodocalcique scintillation muni d&#39;une feuille doublée capuchon d&#39;urée, 20 ml). </li><li> Ajouter 9,5 g de la solution de F127 à 0,2%. </li><li> Sur la machine à ultrasons de la sonde, serrer fermement le flacon à la cornue reposer mâchoire (Riposte Stand avecdebout, pince, la base, la tige, le caoutchouc 3 mâchoire et noix), de sorte qu&#39;il puisse résister aux vibrations générées par ultrasons. </li><li> Insérez la sonde en alliage de titane solide (13 mm de longueur de diamètre x 139 mm) fixée à la cellule Sonicateur. Réglez la hauteur et la position du flacon pour veiller à ce que ses côtés et le fond ne se touchent pas à la sonde. Une distance de 0,5 cm entre la pointe de sonde et le fond du flacon en verre donne de bons résultats. </li><li> Sonication le mélange pendant 10 min en mode pulsé avec impulsion de 1 sec médiation de 1 sec temps de retard à 35% (le maximum) de puissance. Le flacon devient très chaud en raison de la chaleur produite pendant la sonication. Par conséquent, laissez-le refroidir à température ambiante avant de le prendre au large de la pince. </li><li> Stocker la dispersion laiteuse formée à température ambiante pendant au moins 24 heures, avant une nouvelle utilisation. Ceci permet d&#39;assurer la stabilité contre une séparation de phase. Note: Avant et après l&#39;utilisation de la sonde, la nettoyer avec de l&#39;acétone, sécher avec une serviette de papier, puis rincer à l&#39;eau ultra-pure d&#39;unD sécher une fois de plus. </li></ol> 3. Préparation de dispersions de nanotubes de carbone pur dans l&#39;eau <ol><li> Dans deux béchers séparés, peser 4 mg poudre MWCNT-OH et MWCNT-COOH, qui sont tous deux de couleur noire. </li><li> Ajouter 500 ml d&#39;eau ultra pure dans chaque bêcher. En utilisant une sonde appareil à ultrasons de traitement par ultrasons les mélanges pendant 2 min dans un mode d&#39;impulsion continue à 40% (le maximum) de puissance. La concentration résultante de la dispersion MWCNT est de 8 pg / ml (solution mère). </li><li> Diluer la solution mère MWCNT avec des quantités appropriées d&#39;eau ultra pure pour atteindre 6,25, 5, 4, 2 pg / ml dispersions MWCNT. </li><li> Sonication ces dispersions comme décrit précédemment (voir 3.2). </li><li> De même, disperser 3 mg de poudre SWCNT (également de couleur noire) dans 500 ml d&#39;eau ultra pure pour faire un / dispersion de SWCNT ml 6 pg (solution mère). </li><li> Diluer la solution SWCNT de stock et sonication comme décrit ci-dessus (voir 3.2) pour obtenir 0,5, 0,4, 0,3125, 0,2 pg / ml SWCNT dispersions. Note: Tous les dispersions sont claires pendant environ 30 minutes, après quoi les NTC commencent à se déposer au fond. </li></ol> 4. Préparation stabilisée de CNT-lipide particules nanostructurées (Figure 1) <ol><li> Peser 500 mg de DU fondu dans un flacon en verre. </li><li> Ajouter 9,5 ml de la dispersion de SWCNT / ml 6 pg dans le flacon. </li><li> Sonication du mélange CNT-DU utilisant les mêmes paramètres que ceux utilisés pour la fabrication de dispersions de CNT purs (voir 3.2). Lors du refroidissement à température ambiante, les particules lipidiques CNT stabilisées avec nanostructure conservée à l&#39;intérieur de l&#39;auto-assemblée seront prêts. </li><li> D&#39;une manière similaire, la préparation des particules de lipides en utilisant des dispersions de SWCNT 0,4 pg / ml et 0,2 pg / ml. </li><li> Suivre les protocoles 4.1 à 4.4 pour produire des particules de lipides en utilisant MWCNT-OH et MWCNT-COOH, mais en utilisant des concentrations différentes, à savoir 8, 4 et 2 ug / ml de NTC. </li><li> De même, préparer trois dispersions CNT-PT différentes en utilisant 4 ug / ml MWCNT-OH et MWCNT-COOH Ainsi que 0,4 pg / ml SWCNT. On notera que les dispersions CNT-PT nécessitent moins d&#39;énergie (35% du maximum), mais plus le temps (15 min) dans un mode d&#39;impulsion continue. Refroidir les dispersions à température ambiante et laisser pendant 24 heures avant de les caractériser. Remarque: paramètres de sonication peuvent différer selon les lipides (comme pour l&#39;UA et PT ici) et pour différentes compositions; ils doivent être optimisés pour obtenir des dispersions bien stabilisées. </li></ol> 5. Suivi de la stabilité des dispersions lipidiques CNT stabilisées <ol><li> Surveiller la stabilité des dispersions par observation visuelle: vérifier si les dispersions sont déstabilisés ou si des grumeaux se sont formés dans les dispersions. </li><li> Prenez des photos (avec appareil photo numérique) à intervalles réguliers. Par exemple, prendre des photos de dispersions tous les jours dans la première semaine, puis tous les jours pendant une semaine suivie d&#39;une fois par semaine pour les deux prochaines semaines, et enfin une fois par mois selon l&#39;exigence. </li></ol>

Nous avons rien à révéler.

La stabilisation des particules lipidiques Trois NTC différents sont utilisés pour stabiliser les dispersions de lipides; dont deux sont multi-parois et fonctionnalisés utilisant -OH et -COOH, et on est à paroi simple et non fonctionnalisés (vierge). Le CNT a varié en taille comme suit (diamètre x longueur): MWCNT-COOH: 9,5 nm x 1,5 um; MWCNT-OH: 8-15 nm x 50 pm; SWCNT: 1-2 nm x 1-3 pm. Les NTC poudre ont été dispersées dans l&#39;eau par la sonde ultra-sonication. tailles précitées de NTC sont s...

Au cours des dernières décennies, la nanotechnologie a émergé comme un outil puissant en particulier dans le domaine du développement préclinique de médicaments pour lutter contre les maladies notoires telles que le cancer 1. Dans ce contexte, les structures nanométriques dont la taille est &lt;1000 nm sont largement explorée comme véhicule d&#39;administration de diverses biomolécules actives telles que des médicaments, des protéines, des acides nucléiques, des gènes et des agents d&#39;imagerie diagnostique 1-4. Ces biomolécules sont soit encapsulés dans des nanoparticules ou conjugués sur la surface de nanoparticules et sont libérés au niveau du site d&#39;action par des déclencheurs tels que le pH de 5,6 ou de la température. Bien que très petite taille, la grande surface de ces nanoparticules se révèle être très avantageux pour l&#39;administration ciblée de biomolécules actives. Le contrôle de la taille des particules et de la biocompatibilité est d&#39;une importance capitale afin d&#39;optimiser l&#39;efficacité thérapeutique et donc l&#39;applicabilité de nanoparticules 7,8.Lipides 9-13, polymères, métaux 14,15 16,17 et des nanotubes de carbone 18,19 ont été couramment utilisé comme nanocarriers pour diverses applications biomédicales et pharmaceutiques. En outre, les applications basées sur NanoCarrier nanostructures auto-assemblées lipidiques ont une grande importance dans de nombreuses autres disciplines, y compris les industries alimentaires et cosmétiques 20,21. Par exemple, ils sont utilisés dans 22 la cristallisation des protéines, la séparation des biomolécules 23, comme stabilisants de produits alimentaires, par exemple, dans les desserts 24, et dans la fourniture de molécules actives, tels que des nutriments, des arômes et des parfums 25-31. Nanostructures auto-assemblées lipidiques ont non seulement la capacité à libérer des molécules bioactives d&#39;une façon contrôlée et ciblée de 32 à 38, mais ils sont également capables de protéger les molécules fonctionnelles de la dégradation chimique et enzymatique 39,40. Bien bicouche fluide plane est le plus commsur nanostructure formée par des molécules de lipides amphiphiles en présence d&#39;eau, d&#39;autres structures telles que des hexagonale et cubique sont couramment observés 20,41,42. Le type de nanostructure formée dépendent de la structure moléculaire de la forme de lipides, la composition lipidique dans l&#39;eau ainsi que les conditions physico-chimiques utilisées telles que la température et la pression 43. L&#39;applicabilité de nanostructures de lipides non-planaires en particulier celle des phases cubiques, est limitée en raison de leur viscosité élevée et de non-cohérence homogène de domaine. Ces problèmes sont surmontés par disperser les nanostructures de lipides dans une grande quantité d&#39;eau pour former des emulsions contenant du micron ou inférieure au micron de taille des particules lipidiques huile-dans-eau (H / E). De cette manière, un produit de faible viscosité approprié peut être préparé, tout en conservant la structure auto-assemblée de lipides d&#39;origine à l&#39;intérieur des particules dispersées. La formation de ces particules à l&#39;intérieur de l&#39;auto-assemblées (en abrégé 44 ISAsomes </sup&gt; Par exemple, des phases et cubosomes hexosomes de phases hexagonales cubes) nécessite généralement une combinaison d&#39;une étape d&#39;entrée d&#39;énergie élevée et l&#39;addition de stabilisants tels que des agents tensio-actifs ou des polymères. Des recherches récentes dans cette direction démontre l&#39;application de diverses particules solides 45 dont nanoparticules de silice 46, argile 47-49 et des nanotubes de carbone 50 pour la stabilisation d&#39;émulsions précitées, convenablement qualifié de Pickering 51 ou émulsions Ramsden-Pickering 52. Au cours des dernières années, le carbone nanostructures telles que des nanotubes de carbone à paroi simple (SWCNT) sur la base, les nanotubes à parois multiples carbone (MWCNT) et fullerènes ont reçu beaucoup d&#39;attention en tant que nouveaux biomatériaux 53,54. Les principales préoccupations sont leur toxicité 55-58, insolubilité dans l&#39;eau 59 et, partant, leur biocompatibilité 56. Un moyen efficace de résoudre ces problèmes est la fonction de la surfacelisation en utilisant des molécules non toxiques et biocompatibles tels que des lipides. En présence d&#39;eau, interagissent avec les lipides NTC de façon à surface hydrophobe de NTC est protégé de milieu aqueux polaire tandis que les groupes de tête lipidiques hydrophiles facilitent leur solubilité dans l&#39;eau ou d&#39;une dispersion 60,61. Les lipides sont des composants intégraux des organites cellulaires ainsi que des matières alimentaires, par conséquent, leur décoration devrait idéalement diminuer la toxicité in vivo des NTC. Applications biomédicales à base indépendamment sur ​​NTC 18,19 et nanostructures lipidiques 9-13 sont en cours de développement étendu, mais les applications qui combinent des propriétés des deux ne sont pas encore bien explorées. Dans ce travail, nous utilisons deux types de lipides et de trois types de nanotubes de carbone dont SWCNTs sont sous la forme vierge alors MWCNTs sont fonctionnalisés par des groupes hydroxyle et carboxyliques. Nous avons utilisé des concentrations très faibles de nanotubes de carbone pour préparer les dispersions dontstabilité dépend de plusieurs facteurs, par exemple, le type de lipide, le type de CNT, le rapport de lipide de CNT utilisés, ainsi que sur les paramètres de sonication employées telles que l&#39;énergie et la durée. Ce protocole vidéo fournit des détails techniques d&#39;un procédé de stabilisation cinétique nanoparticules lipidiques en utilisant différents stabilisants CNT.

<table><tbody><tr><td>Dimodan U</td><td>Danisco</td><td>15312</td><td>Magasin à 4&nbsp ; &deg ;C. Non dangereux. Irritant pour les yeux et la peau.</td></tr><tr><td>Phytantriol (> 95 %, GC)</td><td>TCI Europe N.V.</td><td>P1674</td><td>Magasin à 4&nbsp ; &deg ;C. Non dangereux. Irritant pour les yeux et la peau.</td></tr><tr><td>Nanotubes de carbone à paroi simple (90 %)</td><td>Nanostructurés & Amorphus Materials, Inc.&nbsp ;</td><td>1246YJS</td><td>Conserver à température ambiante. À l’abri de la lumière directe. Irritant pour les yeux, la peau et le système respiratoire.</td></tr><tr><td>Nanotubes de carbone fonctionnalisés à l’acide carboxylique à parois multiples (>&nbsp ; 80 % sur la base Caron, >&nbsp ; Acide carboxylique à 8 % fonctionnalisé)</td><td>Sigma-Aldrich Co. LLC&nbsp ;</td><td>755125</td><td>Conserver à température ambiante. À l’abri de la lumière directe. Provoque une grave irritation des yeux. Peut provoquer une irritation respiratoire.</td></tr><tr><td>Nanotubes de carbone fonctionnalisés hydroxy multi-parois graphitisés (99,9 %)</td><td>Nanostructuré & Amorphus Materials, Inc. (NanoAmor)&nbsp ;</td><td>1224YJF</td><td>Conserver à température ambiante. À l’abri de la lumière directe. Irritant pour les yeux, la peau et le système respiratoire.</td></tr><tr><td>Pluronic F127</td><td>Sigma-Aldrich Co. LLC&nbsp ;</td><td>P2443</td><td>BioReagent, adapté à la culture cellulaire. Il ne s’agit pas d’une substance ou d’un mélange dangereux. Conserver à température ambiante.</td></tr><tr><td>Acétone (99,5 %)</td><td>Fisher Scientific&nbsp ;</td><td>10134100</td><td>Liquide hautement inflammable. Provoque une grave irritation des yeux. Peut provoquer de la somnolence ou des étourdissements.</td></tr><tr><td>Bocaux avec couvercles amovibles et enveloppants (375&nbsp ; ml)</td><td>VWR International Ltd</td><td>216-3308</td><td></td></tr><tr><td>Bécher, 1 000 ml</td><td>Fisher Scientific&nbsp ;</td><td>12942161</td><td>pipette en verre Pasteur à usage intensif, de forme basse, avec bec et graduations</td></tr><tr><td>(longueur 150 mm) avec poire en latex</td><td>Fisher Scientific&nbsp ;</td><td></td><td></td>10006021</tr><tr><td>Tube de microcentrifugation bouchon conique 1.5&nbsp ; ml</td><td>Fisher Scientific&nbsp ;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>11558232 Spatule</td><td>Fisher Scientific&nbsp ;</td><td></td><td></td>11352204</tr><tr><td>Agitateur magnétique chauffant</td><td>Fisher Scientific&nbsp ;</td><td></td><td></td>11715704</tr><tr><td>Barres d’agitation magnétiques (cylindriques, opaques, PTFE, 30&nbsp ; mm x 7&nbsp ; mm (l x diamètre))Fisher</td> <td>Scientific&nbsp ;</td><td></td><td></td>10011792</tr><tr><td>Aiguille (0,9 mm x 40 po ; mm longueur de la canule)</td><td>Terumo UK Ltd</td><td>MN-2038MQ</td><td></td></tr><tr><td>Set de support d’autoclave - Avec support, pince, base, tige, caoutchouc 3 mâchoires et bossage</td><td>Camlab Ltd, Royaume-Uni</td><td>1177157</td><td></td></tr><tr><td>Équipement d’eau Millipore</td><td>Barnstead Nanopure, Thermoscientific, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Progen Genfuge 24D Microcentrifugeuse numérique</td><td>Progen Scientific</td><td>C-2400</td><td></td></tr><tr><td>Ultra-sonicateur, avec 13 mm&nbsp ;</td><td>SONICS, Vibracell, etc. USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Appareil photo 5 MP avec autofocus et flash LED</td><td>Samsung Galaxy Fame Appareil photo</td><td></td><td></td>mobile</tr><tr><td>Spectromètre Raman</td><td>Horiba Jobin-Yvon LabSpectromètre</td><td></td><td></td>RAM HR800</tr><tr><td>Mastersizer 3000</td><td>&nbsp ; Malvern Instruments Ltd, Malvern, Royaume-Uni</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS)</td><td>Caméra SAXSpace (Anton Paar, Graz, Autriche), équipement de génération de rayons X (ISO-DEBYEFLEX3003, GE Inspection Technologies GmbH), circuit d’eau fermé (Chilly 35, HYFRA, Allemagne).&nbsp ;</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

préparation facile d&#39;intérieur auto-assemblées particules lipides stabilisés par des nanotubes de carbone

Facile Preparation of Internally Self-assembled Lipid Particles Stabilized by Carbon Nanotubes

Nous présentons une méthode facile de préparer des particules lipidiques nanostructurés stabilisés par des nanotubes de carbone (NTC). Monoparois (vierge) et multi-parois (fonctionnalisés) NTC sont utilisés comme stabilisants pour produire de type Pickering (H / E) des émulsions huile dans l&#39;eau. Lipides savoir Dimodan® U et phytantriol sont utilisés comme émulsifiants, qui, dans l&#39;excès d&#39;eau auto-assemblent dans la phase cubique bicontinue Pn3m. Cette phase très visqueuse est fragmenté en petites particules à l&#39;aide d&#39;un appareil à ultrasons de la sonde en présence de stabilisateurs de tensioactifs classiques ou NTC que fait ici. Dans un premier temps, les nanotubes de carbone (en poudre) sont dispersées dans l&#39;eau, puis par traitement aux ultrasons en outre avec le lipide fondu pour former l&#39;émulsion finale. Pendant ce processus, les nanotubes de carbone enrobés d&#39;obtenir des molécules lipidiques, qui à leur tour sont présumées pour entourer les gouttelettes lipidiques pour former une émulsion de particules qui est stable pendant des mois. La taille moyenne des particules lipidiques nanostructurés CNT stabilisées se trouve dans la r submicroniqueange, qui se compare favorablement avec les particules stabilisées en utilisant des tensioactifs classiques. Petit données angle de diffusion des rayons X confirme la conservation de la phase cubique Pn3m origine dans les dispersions lipidiques CNT stabilisées par rapport à la phase lipidique pur (état en vrac). Blue Shift et l&#39;abaissement de l&#39;intensité dans G caractéristique et bandes G &#39;de NTC observées en spectroscopie Raman caractérisent l&#39;interaction entre la CNT surface et lipidiques molécules. Ces résultats suggèrent que les interactions entre les CNT et les lipides sont responsables de leur stabilisation mutuelle dans des solutions aqueuses. Comme les concentrations de NTC utilisés pour la stabilisation sont très faibles et molécules lipidiques sont en mesure de fonctionnaliser les nanotubes de carbone, la toxicité des NTC devrait être négligeable alors que leur biocompatibilité est grandement améliorée. D&#39;où la présente approche trouve un grand potentiel dans diverses applications biomédicales, par exemple, pour le développement de systèmes de NanoCarrier hybrides pour la livraison de multiple Les molécules fonctionnelles comme dans une thérapie combinée ou une polythérapie.

Les résultats suivants représentent a) la stabilité des dispersions, b) la distribution des tailles de particules lipidiques, c) le type de l&#39;autoassemblage et d) la preuve de revêtement lipidique des NTC. La stabilité des dispersions (figure 2) a été contrôlé à l&#39;aide d&#39;un appareil photo de 5 mégapixels avec auto-focus et flash LED. <img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/53489/53489fig2.jpg" />...

Nous rapportons une application intelligente des nanotubes de carbone pour la stabilisation cinétique des particules lipidiques qui contiennent des nanostructures auto-assemblées dans leurs noyaux. La préparation de particules lipidiques nécessite des concentrations plutôt faibles de nanotubes de carbone, ce qui permet leur utilisation dans des applications biomédicales telles que l’administration de médicaments.

Préparation Facile d&#39;intérieur auto-assemblées particules lipides stabilisés par des nanotubes de carbone

We present a facile method to prepare nanostructured lipid particles stabilized by carbon nanotubes (CNTs). Single-walled (pristine) and multi-walled ...

L'objectif général de cette méthode est de préparer des particules hybrides nanostructurées en utilisant des nanotubes de carbone, ou CNTs, et des assemblages lipidiques spontanés. Cette méthode illustre l'une des applications innovantes des nanotubes de carbone, où l'émulsion nanostructurée stabilisée contient des particules lipidiques auto-assemblées en interne. Le principal avantage de cette technique réside dans la simplicité relative du protocole, qui combine les propriétés caractéristiques des CNTs et des nanostructures lipidiques.La stabilisation des nanotubes de carbone produit une émulsion d'huile et d'eau dans laquelle les particules ont une taille d'environ un micron ou inférieure, et dont le cœur contient une nanostructure lipidique cubique bi-continue. En raison de l'enrobage des nanotubes de carbone par des molécules lipidiques biocompatibles, leur toxicité est censée être faible. De récentes études ont jusqu'à présent montré que la fonctionnalisation réduit de manière remarquable les effets toxiques et cytotoxiques des nanotubes de carbone tout en augmentant leur biocompatibilité.La procédure sera démontrée par Yogita Patil-Sen, une postdoctorante de mon laboratoire, et Amin Sadeghpour, un postdoctorant du laboratoire du professeur Rappolt. Préparez une solution de 0,2 % de tensioactif dans l'eau en dissolvant 200 milligrammes de tensioactif dans 100 millilitres d'eau ultra-pure en agitant pendant 20 à 30 minutes. Ajoutez 500 milligrammes de Dimodan U, DU, ou de Phytantriol, PT, fondu, dans un flacon en verre.Ensuite, ajoutez 9,5 grammes de la solution de F127 à 0,2 %. Sur l'appareil d'ultrasonication à sonde, fixez fermement le flacon dans la pince du support élévateur afin qu'il puisse résister aux vibrations générées par l'ultrasonication. Insérez la sonde solide en alliage de titane rattachée au sonicateur à cellules.Réglez la hauteur et la position du flacon afin de s'assurer que ses côtés et son fond ne touchent pas la sonde. Soniquez le mélange pendant dix minutes en mode pulsé, avec une impulsion d'une seconde suivie d'un délai d'une seconde, à 35 % de la puissance. Le flacon devient très chaud en raison de la chaleur produite pendant la sonication.Par conséquent, laissez-le refroidir à température ambiante avant de le retirer de la pince. Conservez la dispersion laiteuse formée à température ambiante pendant au moins 24 heures avant toute utilisation ultérieure. Ceci permet de garantir sa stabilité contre la séparation en phases.Avant et après utilisation, nettoyez la sonde avec de l'acétone et séchez-la avec un papier absorbant. Rincez-la ensuite avec de l'eau ultra-pure et séchez-la à nouveau. Dans deux béchers distincts, pesez quatre milligrammes de CNT fonctionnalisés par des groupes hydroxyles et quatre milligrammes de CNT fonctionnalisés par des groupes carboxyles, tous deux de couleur noire.Ajouter 500 millilitres d’eau ultra-pure dans chaque bécher. À l’aide d’un ultrasonicateur à sonde, soniquer les mélanges pendant deux minutes en mode pulsé continu à 40 % de la puissance. La concentration finale de la dispersion de nanotubes de carbone multi-parois est de huit microgrammes par millilitre.Effectuez la dilution de la solution mère de CNT multi-parois avec des volumes appropriés d'eau ultra-pure afin d'obtenir des dispersions de CNT multi-parois à plusieurs concentrations différentes. Soniquez ces dispersions comme précédemment. De la même manière, dispersez trois milligrammes de CNT en poudre mono-parois dans 500 millilitres d'eau ultra-pure pour préparer une solution mère de dispersion de CNT mono-parois à six microgrammes par millilitre.Effectuer une dilution de la solution mère de nanotubes de carbone monoparoissaux et soniquer comme précédemment afin d'obtenir des dispersions de nanotubes de carbone monoparoissaux à différentes concentrations. Peser 500 milligrammes de DU fondu dans un flacon en verre. Ensuite, ajouter 9,5 millilitres de la dispersion de nanotubes de carbone monoparoissaux à 6 microgrammes par millilitre dans le flacon.Soniquez le mélange CNT DU en utilisant les mêmes paramètres que ceux utilisés pour la préparation des dispersions pures de CNT. Après refroidissement à température ambiante, les particules lipidiques stabilisées par les CNT, dont la nanostructure auto-assemblée interne est conservée, seront prêtes. De la même manière, préparez les particules lipidiques en utilisant les dispersions de CNT uniparoi à 0,4 microgramme par millilitre et à 0,2 microgramme par millilitre.Soniquez les dispersions de CNT PT à 35 % de puissance pendant une durée plus longue de quinze minutes en mode pulsé continu. Refroidissez les dispersions à température ambiante et laissez-les reposer pendant 24 heures avant de les caractériser. Surveillez 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 chaque jour pendant la première semaine.Ensuite tous les deux jours pendant une semaine. Suivi d'une fois par semaine pendant les deux semaines suivantes, et enfin une fois par mois selon les besoins. La technique de diffusion aux petits angles des rayons X est utilisée pour déterminer le type de réseau de l'interstructure nano des particules lipidiques stabilisées.Remplir l’échantillon dans un capillaire en quartz d’un millimètre et le sceller correctement. Ensuite, placer le capillaire sur un porte-échantillon dont la température est contrôlée. Mettre sous vide l’enceinte d’échantillonnage à l’aide d’une pompe à vide.Enregistrez les profils de diffusion 1D à l'aide d'un détecteur de rayons X à micro-bandes commandé par un logiciel. Après avoir obtenu trois profils avec un temps d'exposition de 300 secondes, intégrez ces profils et poursuivez l'analyse comme décrit dans le protocole textuel. Indexez tous les profils de diffraction enregistrés avec un groupe spatial 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 observées.La phase cubique lipidique hautement visqueuse est défragmentée en particules par ultrasonication. Des nanotubes de carbone monofaisceaux intacts ou des nanotubes de carbone multifaisceaux fonctionnalisés sont utilisés comme agents stabilisants pour produire une émulsion huile et eau présentant une consistance fluide. Un rapport optimal entre les nanotubes de carbone et les lipides est nécessaire pour obtenir des émulsions homogènes et stables.Les émulsions contenant trop peu de nanotubes de carbone (CNT) présentent des agrégats lipidiques. En revanche, les émulsions contenant un excès de CNT contiennent des agrégats de lipides-CNT. Les profils de diffusion des rayons X aux petits angles confirment que la phase cubique PN3M, observée également dans le lipide massif Phytantriol en excès d'eau, est conservée dans les émulsions stabilisées par F127, ainsi que dans toutes les émulsions stabilisées par CNT.Les études de diffusion statique de la lumière montrent que la distribution de taille des cubosomes stabilisés par F127 est comparable à celle des cubosomes stabilisés par des nanotubes de carbone (CNT), et que la taille moyenne des particules se situe dans la gamme submicronique. Les bandes caractéristiques G et G prime des nanotubes de carbone observées dans les spectres Raman présentent un déplacement vers le bleu pour les particules lipidiques stabilisées par des nanotubes de carbone. Cela démontre un possible enrobage des nanotubes de carbone par des molécules lipidiques, comme illustré par ce schéma.Après avoir visionné cette revue, vous devriez avoir une bonne compréhension de la préparation des particules hybrides lipides-CNT, comme cela a été démontré en quelques étapes simples. Ces particules lipidiques nanostructurées permettent d'étudier le comportement de molécules fonctionnelles au sein de l'auto-assemblage lipidique, ainsi que sur la surface des CNT, ouvrant ainsi la voie à l'exploration de nano-molécules hybrides dans des thérapies combinées contre les maladies majeures.

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