מאמר שיטה

Nanosponge Tunability ב גודל וצפיפות Crosslinking

DOI:

10.3791/56073

⸱

4 באוגוסט 2017

 , 
1Chemistry Department, Vanderbilt University

במאמר זה

סיכום

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מאמר זה מתאר תהליך עבור כוונון הצפיפות crosslinking ובגודל של covalently תפור חלקיקים מן ליניארית אחרים-פולימרים וסופולימרים המכיל פונקציונליות תליון. על-ידי התאמת הפרמטרים סינתזה (משקל מולקולרי פולימר, תליון פונקציונליות התאגדות, ושווי crosslinker), צפיפות crosslinking ובגודל הרצויים ננו-חלקיק יכולה להיות מושגת ליישומים משלוח סמים.

תקציר

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אנו מתארים פרוטוקול לסינתזה של פוליאסטר ליניארי המכיל תליון epoxide והפונקציונליות שלהם השתלבות nanosponge עם ממדים מבוקרת. גישה זו מתחילה סינתזה של לקטון functionalized אשר היא המפתח functionalization תליון של הפולימר וכתוצאה מכך. Valerolactone (VL) ו- allyl-valerolactone (AVL) הם ואז copolymerized באמצעות פתיחת הטבעת הפילמור. פלמור שלאחר השינוי משמש לאחר מכן להתקין את moiety epoxide על חלק או כל הקבוצות allyl תליון. כימיה אפוקסי-אמין מועסק על טופס חלקיקים פתרון שתדללו של פולימר והן מולקולה קטנה diamine ב crosslinker בהתבסס על צפיפות crosslinking ובגודל nanosponge הרצוי. הגדלים Nanosponge יכולים להיות מאופיינת הילוכים מיקרוסקופ אלקטרונים (TEM) הדמיה כדי לקבוע את הממדים ואת ההפצה. שיטה זו מספקת נתיב שבו קבוצה מאוד tunable ניתן ליצור חלקיקים tunable, אשר יכול לשמש לצורך כימוס סמים מולקולה קטנה. בשל אופיו של עמוד השדרה, החלקיקים הם hydrolytically ו enzymatically מתכלה לשחרור מבוקר של מגוון רחב של מולקולות קטנות הידרופובי.

מבוא

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

דווקא כוונון הצפיפות crosslinking ובגודל של חלקיקים המבוססת על crosslinking הבין-מולקולרי הוא בעל חשיבות רבה לחזור ולהשפיע על מדריך לפרופיל שחרור הסמים של אלה nanosystems1. Designing nanosponge tunability, דהיינו, הכנת חלקיקים של צפיפויות רשת שונים, הוא מסתמך על הפונקציונליות תליון של הפולימר קודמן ושווי של crosslinker הידרופיליות שילב. בגישה זו, הריכוז של קודמן, crosslinker של הממס חשוב טופס חלקיקים בגודל דיסקרטית ולא ג'ל בצובר. ניצול ספקטרוסקופיה כמותיים תהודה מגנטית גרעינית (NMR) כמו טכניקה אפיון מאפשר הקביעה מדויקת של משקל מולקולרי פולימר ופונקציונליות של תליון incorporated. ברגע חלקיקים נוצרים, הם יכולים להיות מרוכז, solubilized ב אורגניקס ללא בעל האופי של nanogel.

עבודה במשלוח סמים nanoparticle התמקדה השימוש פוליפוני (לקטית-co-חומצה גליקולית) (PLGA) התאספו עצמית חלקיקים2,3,4,5,6. PLGA יש קישורים אסתר מתכלה שהופכות אותו מתאים ליישומי משלוח סמים והוא משולב לעתים קרובות עם poly(ethylene glycol) (PEG) עקב שלה מאפיינים התגנבות7. עם זאת, בשל אופיו עצמית שהורכב היווצרות חלקיקים PLGA, לא solubilized החלקיקים ב אורגניקס עבור עוד יותר functionalization. בניגוד PLGA חלקיקים, השיטה המוצעת מספק crosslinking קוולנטיות ויוצרים של ננו-חלקיק עם גדלים מוגדרים, מורפולוגיה, אשר יציבים ב אורגניקס ולבזות פתרונות מימית1. היתרונות של גישה זו היכולת עוד יותר מבחינה כימית functionalize את פני השטח של nanosponge8, יציבותו של ממיסים אורגניים יכול לשמש עבור טעינת פוסט של החלקיקים עם תרכובות פרמצבטיות1,9. בשיטה זו, ומגעים הידרופובי מולקולות קטנות יכולה להיות מושגת על ידי משקעים לתוך המדיה מימית. Hydrophobicity של עמוד השדרה פוליאסטר יחד עם crosslinker קצר הידרופילית נותן החלקיקים תו אמורפי בטמפרטורת הגוף. יתר על כן, לאחר סמים טעינה, החלקיק יכול יוצרות המתלים בסדר בתקשורת מימית להיות מוזרק בקלות בתוך vivo. זוהי מטרתנו בעבודה זו להעריך את הפרמטרים עבור הסינתזה של אלה nanosponges פוליאסטר ולקבוע את אלה אשר לתדרוך עיצוב, שליטה על גודל של מורפולוגיה.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. סינתזה ואפיון של AVL

  1. מניחים מוט ערבוב מגנטי בתוך בקבוק תחתון עגול 2 צווארים 500 מ"ל (בקבוק 1) ואוטמים עם מחיצת גומי בגודל מתאים וחוט פלדה. יבש את הבקבוק בלהבה כדי להסיר לחות על ידי טיהור עם גז חנקן המחובר דרך מחט כניסה ומחט יציאה פתוחה במחיצה, תוך שימוש בלפיד להבת בוטאן כדי לחמם בעדינות את החלק החיצוני של הבקבוק על ידי הזזת הלהבה לאורך פני השטח.
    1. המשך לחמם את הבקבוק כולו על ידי העברת הלהבה על פני השטח עד שלא נראית לחות המעכירה את החלק הפנימי של הבקבוק. הסר את הלהבה ותן לבקבוק להתקרר לטמפרטורת החדר תוך המשך זרימת החנקן לאורך כל התגובה.
  2. הוסף 156.25 מ"ל טטרהידרופוראן נטול מים (THF) באמצעות מזרק של 30 מ"ל לבקבוק 1. בקבוק קריר 1 עד -78 מעלות צלזיוס עם אמבט קרח יבש/אצטון. עקוב אחר הטמפרטורה עם מדחום לאורך כל התגובה והוסף קרח יבש לפי הצורך כדי לשמור על -78 מעלות צלזיוס. התחל לערבב את מוט הערבוב המגנטי באמצעות צלחת ערבוב מגנטית ליצירת מערבולת עדינה.
  3. הוסף N,N-diisopropylethylamine (DIPA) (3.30 מ"ל, 2.3 x 10-2 מול) באמצעות מזרק של 5 מ"ל, ואחריו תוספת טיפתית של 2.5 M n-Butyllithium (9.34 מ"ל, 2.3 x 10-2 מול) באמצעות מזרק זכוכית של 10 מ"ל המצויד במנגנון נעילת מחט ומחט מתכת לבקבוק 1. ממשיכים לערבב בעזרת צלחת ערבוב מגנטית למשך 15 דקות בחום של -78 מעלות צלזיוס.
  4. ייבוש להבה (כמתואר בשלב 1.1) וטיהור עם גז ארגון (כמתואר בשלב 1.1 עם גז חנקן) בקבוק תחתון עגול של 100 מ"ל (בקבוק 2). הסר את כניסת ויציאת גז הארגון בו-זמנית ברגע שהבקבוק קריר מספיק למגע. הוסף 56 מ"ל THF נטול מים באמצעות מזרק של 30 מ"ל ו-δ-valerolactone (VL) (1.97 מ"ל, 2.1 x 10-2 מול) באמצעות מזרק של 5 מ"ל.
  5. הוסף את התמיסה בבקבוק 2 לבקבוק 1 באמצעות צינורית קטנה טיפה במשך 45 דקות תוך ערבוב מתמיד באמצעות מוט ערבוב מגנטי. לאחר שבקבוק 2 ריק, הסר את הצינורית ואפשר לבקבוק 1 להמשיך לערבב במשך 15 דקות בחום של -78 מעלות צלזיוס.
  6. ייבוש להבה (כמתואר בשלב 1.1) וטיהור עם גז ארגון (כמתואר בשלב 1.1 עם גז חנקן) בקבוק תחתון עגול של 25 מ"ל (בקבוק 3). הסר את כניסת ויציאת גז הארגון בו-זמנית ברגע שהבקבוק קריר מספיק למגע, כדי לשמור על לחץ חיובי בתוך הבקבוק. הוסף אלי ברומיד (2.02 מ"ל, 2.3 x 10-2 מול) והקסמתיפוספורמיד (HMPA) (4.43 מ"ל, 2.5 x 10-2 מול) כל אחד באמצעות מזרק של 5 מ"ל.
  7. הוסף את בקבוק 3 לבקבוק 1 באמצעות צינורית קטנה טיפתית. לאחר שבקבוק 3 ריק, הסר את הצינורית.
    1. הסר כמה שיותר קרח יבש ואצטון קר מאמבט הקרח היבש/אצטון שבו בקבוק 1 שקוע באמצעות כף וכוס פלסטיק. החלף באצטון בטמפרטורת החדר כדי להעלות את האמבטיה ל-40 מעלות צלזיוס ואפשר לבקבוק 1 להמשיך לערבב במשך שעתיים תוך ניטור הטמפרטורה. אם הטמפרטורה עולה מעל -40 מעלות צלזיוס, הוסיפו כמה חתיכות קרח יבש כדי לקרר את האצטון.
    2. מחממים ל-10 מעלות צלזיוס על ידי הסרת האצטון הקר והקרח היבש ומחליפים באצטון בטמפרטורת החדר.
  8. הסר את המחיצה מבקבוק 1 והרוה את התגובה עם תמיסת אמוניום כלוריד רוויה של 150 מ"ל תוך ערבוב באמצעות מוט ערבוב מגנטי. מניחים בקבוק 1 במקפיא בחום של -20 מעלות צלזיוס למשך הלילה לאחסון.
  9. מוציאים את בקבוק 1 מהמקפיא ומניחים להתחמם לטמפרטורת החדר. שופכים את התמיסה מבקבוק 1 למשפך הפרדה של 500 מ"ל.
  10. הוסף 50 מ"ל דיכלורומתאן (DCM), מכסה את משפך ההפרדה ונענע בעדינות כדי לערבב את ה-DCM ותערובת מימית/THF כדי לחלץ את המוצר לשכבה האורגנית. אוספים את השכבה האורגנית לכוס של 500 מ"ל המכילה מוט ערבוב מגנטי בגודל מתאים על ידי פתיחת תא העצירה של משפך ההפרדה ומניחים בצד. חזור על הפעולה פעמיים.
  11. אספו את כל החומרים האורגניים לאותה וערבבו מעל מגנזיום גופרתי (כדי להסיר שאריות מים) בעזרת צלחת ערבוב מגנטית, עד שהמגנזיום גופרתי כבר לא יתגבש כאשר מוסיפים אותו לתמיסה. השליכו את הפסולת המימית.
  12. הסר את מוצק המגנזיום גופרתי מתמיסת המוצר האורגני באמצעות נייר סינון בתוך משפך זכוכית ואסוף את החומרים האורגניים בבקבוק תחתון עגול של 250 מ"ל. שטפו את נייר הסינון ומגנזיום גופרתי מוצק עם עודף DCM כדי להבטיח שכל המוצר נאסף.
  13. הסר את הממס מהמוצר על ידי אידוי סיבובי תוך חימום ב-30 מעלות צלזיוס ושימוש בשואב מים כמקור הוואקום.
  14. טהר את המוצר הגולמי על ידי כרומטוגרפיה של עמודה10 באמצעות סיליקה ג'ל כשלב הנייח והוצאה החל מ-3% אתיל אצטט/הקסנים לנפח עמודה אחד (CV), הגדלת השיפוע ל-29% אתיל אצטט/הקסאן על פני 5 CVs. אסוף את השברים בצינורות זכוכית בורוסיליקט בגודל 16 x 150 מ"מ2
    15. .
  15. בצע כרומטוגרפיה של שכבה דקה תוך שימוש ב-20% אתיל אצטט/הקסנים כחומר ניקוי כדי לקבוע את שברי המוצר.
  16. שלב את כל שברי המוצר לבקבוק תחתון עגול בגודל מתאים והסר את הממס באמצעות אידוי סיבובי ב-40 מעלות צלזיוס. העבירו לבקבוקון מוצר שקול מראש והניחו תחת ואקום גבוה ב-0.05 טור לקבלת AVL טהור. אפיין את המוצר ב-1H NMR11 (CDCl3, 400 MHz): δ 5.75 (m, 1H), 5.06 (m, 2H), 4.26 (m, 2H), 2.54 (m, 3H), 2.28 (m, 1H), 2.03 (m, 1H), 1.87 (m, 1H), 1.54 (m, 1H). תשואה: 2.07 גרם (70.56%).

2. סינתזה ואפיון של VL- co- AVL

  1. להבה יבשה וטהרה עם גז חנקן בקבוק תחתון עגול של 25 מ"ל מצויד במוט ערבוב מגנטי ומחיצה.
    1. יבש את הבקבוק בלהבה כדי להסיר לחות על ידי טיהור עם גז חנקן המחובר דרך מחט כניסה ומחט יציאה פתוחה במחיצה, תוך שימוש בלפיד להבת בוטאן כדי לחמם בעדינות את החלק החיצוני של הבקבוק על ידי הזזת הלהבה לאורך פני השטח.
    2. המשך לחמם את הבקבוק כולו על ידי העברת הלהבה על פני השטח עד שלא נראית לחות המעכירה את החלק הפנימי של הבקבוק. הסר את הלהבה ותן לבקבוק להתקרר לטמפרטורת החדר תוך המשך זרימת החנקן לאורך כל התגובה.
  2. הסר במהירות את המחיצה מהתחתית העגולה והוסף טריפלטת פח (II) (2.5 מ"ג, 5.9 x 10-6 מול) לתחתית הבקבוק בעזרת מרית. החלף את המחיצה.
  3. הוסף 3-מתיל-1-בוטנול (72.6 מיקרוליטר, 6.6 x 10-3 מול) באמצעות מיקרו-מזרק של 100 מיקרוליטר ו-1.33 מ"ל DCM נטול מים באמצעות מזרק של 2 מ"ל ברצף. מערבבים דרך צלחת ערבוב מגנטית למשך 10 דקות.
  4. הוסף AVL (0.48 מ"ל, 3.7 x 10-3 מול) ו-VL (1.37 מ"ל, 1.4 x 10-2 מול) ברצף באמצעות מזרק. מניחים להמשיך לערבב במשך 18 - 20 שעות < > הערה: ניתן לשנות את אחוז ה-AVL וה-VL בקופולימר הסופי על ידי סטוכיומטריה בשלב זה.
  5. להרוות את התגובה על ידי הוספת ~5 מ"ל מתנול (MeOH). יש להוסיף ~100 מ"ג נבלות פח לתמיכה מוצקה ולערבב במשך שעתיים. סנן על ידי סינון כוח הכבידה כדי להסיר את המוצק.
  6. הסר את הממס באידוי סיבובי עם שואב מים כמקור הוואקום תוך חימום ב-30 מעלות צלזיוס עד שהתמיסה צמיגה. זרז את התמיסה בטיפה ל-500 מ"ל MeOH קר (מקורר עם קרח יבש למשך שעה לפחות) כדי לייצר פתיתים של מוצק לבן. סנן את התמיסה על ידי סינון ואקום למשפך המכיל דיסק זכוכית פריטי עם נייר סינון לאיסוף המוצק.
    הערה: אם משקעים מייצרים סופרנטנט מעונן או אבקה דקה שעוברת דרך נייר המסנן, אז תמיסת המוצר מדוללת מדי. יש להסיר את כל הממס העל-טבעי על ידי אידוי סיבובי עם שואב מים כמקור הוואקום תוך חימום ב-30 מעלות צלזיוס עד שהתמיסה צמיגה ולאחר מכן יש לבצע שוב משקעים.
  7. העבירו את המוצר המוצק לבקבוקון שנשקל מראש באמצעות מרית וייבשו למשך הלילה באמצעות לחץ ואקום גבוה של 0.05 טור כדי לאסוף את המוצק הלבן והמתקלף.
  8. אפיין את הפולימר ב-1H NMR11 (CDCl3, 400 מגה-הרץ): δ 5.71 (m, 1H), 5.03 (t, 2H), 4.08 (m, 4H), 3.65 (t, 2H), 2.15 - 2.50 (m, 5H), 1.47-1.78 (m, 9H), 0.91 (d, 6H). 81.42% VL, 18.58% AVL, 2,940 גרם/מול, 578 גרם/מול יחידת חזרה של AVL. תשואה: 1.43 גרם, (73.43%).

3. אפוקסידציה לאחר פילמור לייצור יחידות קופולימר אפוקסי-ולרולקטון (EVL)

  1. הוסף קופולימר VL-co-AVL (500 מ"ג, 1.7 x 10-4 מול, 2,940 גרם/מול) לבקבוקון של 6 דראם עם מוט ערבוב מגנטי. הוסף 6.15 מ"ל DCM נטול מים לבקבוקון ולמערבולת כדי להמיס את הפולימר.
  2. הוסף חומצה מטא-כלורופרוקסיבנזואית (mCPBA) (74.53 מ"ג, 4.3 x 10-4 מול) לבקבוקון שני של 6 דראם. הוסף 6.15 מ"ל DCM נטול מים ומערבולת עד שה-mCPBA מסיס לחלוטין.
    הערה: ניתן לשנות את יחס ההמרה של אלילים לאפוקסידים על ידי שינוי הסטוכיומטריה בשלב זה. ריכוז האליל הסופי בממס צריך להיות 0.065 מ'.
  3. העבר את פתרון mCPBA לפתרון VL-AVL. מכסים את התגובה ומכסים בסרט פרפין מפלסטיק. מניחים לערבב במשך 48 שעות.
  4. העבירו את תערובת התגובה למשפך הפרדה של 50 מ"ל. יש להוסיף 15 מ"ל נתרן ביקרבונט רווי, לסגור את משפך ההפרדה ולנענע בעדינות לערבוב. יש לאסוף את השכבה האורגנית המכילה את המוצר לבקבוק ארלנמאייר בנפח 50 מ"ל עם מוט ערבוב מגנטי בגודל מתאים (בקבוק מוצר).
    1. הוסף 5 מ"ל DCM לשכבה המימית שעדיין נמצאת במשפך ההפרדה, המכסה ולאחר מכן נדנד בעדינות. אוספים את החומרים האורגניים לבקבוק המוצר. השליכו את הפסולת המימית. העבירו את השכבה האורגנית בחזרה למשפך הפרדה. חזור על שטיפה מימית זו פעמיים.
  5. הוסף מגנזיום גופרתי (כדי להסיר שאריות מים) לבקבוק המוצר תוך ערבוב על צלחת ערבוב מגנטית. המשיכו להוסיף כפות מדידה קטנות של מגנזיום גופרתי עד שהוא כבר לא יתגבש בעת הוספתו. השתמש במשפך זכוכית המצויד בנייר סינון כדי להסיר את המגנזיום גופרתי המוצק תוך העברת התערובת לבקבוק תחתון עגול של 50 מ"ל.
  6. הסר את הממס על ידי אידוי סיבובי עם שואב מים כמקור הוואקום וחימום ב-25 מעלות צלזיוס. העבירו את תכולת הבקבוק התחתון העגול לבקבוקון מוצר שקול מראש והוציאו את הממס על ידי אידוי סיבובי. מניחים על ואקום גבוה ב-0.05 טור למשך הלילה כדי לייצר מוצק לבן ושעווה.
  7. מאפיין על ידי 1H NMR11 (CDCl3, 400 MHz): δ 5.71 (m, 1H), 5.03 (t, 2H), 4.08 (m, 4H), 3.65 (t, 2H), 2.94 (d, 1H), 2.90 (s, 1H), 2.74 (s, 1H), 2.15-2.50 (m, 5H), 1.47-1.78 (m, 9H), 0.92 (d, 6H). 84.53% VL, 9.65% AVL, 5.82% EVL, 2,855 גרם/מול, 1,841 גרם/מול יחידת חזרה של EVL. תפוקה: 417.3 מ"ג (83.46%).

4. סינתזה ואפיון של ננו-ספוג

  1. ממיסים את הפולימר VL-co-AVL-co-EVL (200 מ"ג, 7.0 x 10-5 מול, 2,855 גרם/מול) ב-20.01 מ"ל DCM נטול מים לריכוז אפוקסיד של 0.0054 M. מעבירים לבקבוק תחתון עגול של 100 מ"ל עם צוואר 14/20.
    הערה: כדי לזרז את התגובה, ניתן להוסיף בשלב זה נתרן ביקרבונט רווי מימי של 100 מיקרוליטר.
  2. מניחים את בקבוק התגובה באמבט שמן בטמפרטורה של 50 מעלות צלזיוס. מערבבים את התמיסה במערבולת מהירה ומוסיפים 2,2'-(אתילנדיוקסי) ביס(אתילאמין) (21.45 מיקרוליטר, 2.9 10-4 מול) דרך מיקרו-מזרק טיפה. התאימו את צוואר הבקבוק עם מעבה מצופה מים עם מים קרים הזורמים דרכו, מצויד במתאם צוואר 14/20, והחליפו את התמיסה למשך 12 שעות. הקפידו על אטימה הדוקה מאוד בין צוואר הבקבוק למעבה כדי למנוע אידוי ממס.
  3. הסר עודפי ממס מבקבוק התגובה על ידי אידוי סיבובי ב-25 מעלות צלזיוס עד לקבלת תמיסה צמיגה.
  4. מניחים מוט ערבוב מגנטי גדול בכוס של 2 ליטר. חותכים קטע של כשישה אינץ' של צינור דיאליזה במשקל מולקולרי של 10K (MWCO) ומקפלים קצה אחד ואז סוגרים עם קליפ דיאליזה.
    1. העבר את המוצר לצינורות דיאליזה 10 K MWCO. שוטפים את הבקבוק עם עודף DCM ומעבירים אותו לצינור. קפלו את החלק העליון של הצינור וסגרו בעזרת קליפ דיאליזה עם חוט לתלייה. תלו את צינור הדיאליזה בצד הכוס באמצעות החוט ומלאו את הכוס ב-DCM עד שצינור הדיאליזה שקוע לחלוטין.
    2. מניחים על צלחת ערבוב מגנטית ומערבבים בעדינות. מכסים את הכוס בנייר אלומיניום למניעת אידוי ממס. הסר את הממס על ידי מזיגה למיכל פסולת והחלף ב-DCM טרי שלוש פעמים ביום למשך 48 שעות כדי להסיר את הפולימר והקישור הלא מגיבים.
  5. הסר את כל הממס מהכוס והעביר את תכולת צינור הדיאליזה למזרק של 10 מ"ל המצויד במסנן מזרק פוליטטרפלואורואתילן (PTFE) של 0.45 מיקרומטר. דחוף את התמיסה דרך המסנן ישירות לתוך בקבוקון מוצר שנשקל מראש כדי להסיר את כל הזיהומים שנותרו. הסר את הממס על ידי אידוי סיבובי ב-25 מעלות צלזיוס, ולאחר מכן הנח על ואקום גבוה ב-0.05 טור למשך הלילה כדי לאסוף את המוצק הצהוב והשעווה הבהיר.
  6. מאפיין על ידי 1H NMR11 (CDCl3, 400 MHz): δ 5.71 (m, 1H), 5.03 (t, 2H), 4.08 (m, 4H), 3.60-3.67 (t, 14H), 2.94 (d, 1H), 2.90 (s, 1H), 2.74 (s, 1H), 2.15-2.50 (m, 5H), 1.47-1.78 (m, 9H), 0.92 (d, 6H). תפוקה: 176.9 מ"ג (88.45%).

5. הדמיית TEM של מורפולוגיה וגודל של ננו-ספוג

  1. סנן מי תרבית תאים של 5 מ"ל דרך מסנן מזרק PTFE של 0.2 מיקרומטר.
  2. הכניסו 0.5 מ"ג ננו-ספוגים לתוך צינור צנטריפוגה של 1.5 מ"ל. הוסף 1 מ"ל מים מתרבית תאים מסוננים. השתמש בסוניקטור בדיקה (20 קילו-הרץ, 40 א) כדי לסוניקציה של התמיסה עם 2 התפרצויות של 2 שניות 4 - 5 פעמים בטמפרטורת החדר עד שהחלקיקים פיתחו מתלה עדין. אין להשתמש בסוניקציה ממושכת או לתת לתמיסה להתחמם מכיוון שהדבר יגרום לצבירה.
  3. הוסף 30 מ"ג חומצה פוספוטונגסטית הידרט (PTA) ל-1 מ"ל מים בתרבית תאים מסוננים בצינור צנטריפוגה של 1.5 מ"ל. מערבולת בהגדרה הגבוהה ביותר למשך 10 שניות או עד שה-PTA מסיס לחלוטין כדי לייצר תמיסת PTA של 3%.
  4. השתמש במזרק של 1 מ"ל עם מחט של 22 גרם כדי לשאוב תמיסת PTA של 0.5 מ"ל 3%. הוסף 4 טיפות של תמיסת PTA 3% לחלקיקים ולמערבולת בהגדרה הגבוהה ביותר למשך 10 שניות. השתמש בזוג פינצטה עם סגירה עצמית כדי להרים רשת TEM ואז לטבול אותה בתמיסת החלקיקים במהירות, שלוש פעמים. הניחו לרשת להתייבש במשך 5 שעות מתחת לכיסוי כדי להפחית את איסוף האבק על הרשת.
  5. בצע הדמיה<סאפ של TEM class="xref">12 של הדגימה באמצעות ניגודיות גבוהה ומטרה של 40 מיקרומטר.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

כדי להעריך את הקשר בין פרמטרים סינתזה של nanosponge גודלו תוצאות, חשוב ריכוז ותליון הפונקציונליות של כל קודמן פולימר. איור 1, ערכת successfulsynthetic של nanosponges מבוצעת בתנאים ריפלוקס לאחר שילוב שני קודמן פולימרים וחומרים diamine ב crosslinker ב- DCM במשך 12 שעות. הריכוז של epoxides בפתרון חיוני גם ויוצרים חלקיקים בדידים. ברגע nanosponges היו מסונתז, TEM הדמיה שימש לקבוע את מידות מדויקות של ערכה של חלקיקים. איור 2, אוסף של ני...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

קבלת nanosponge לשחזור גדלים חיוני ביישומים משלוח סמים. פרמטרים מרובים בסינתזה פלמור, nanosponge משפיעות על הצפיפות crosslink ובגודל של החלקיק וכתוצאה מכך. שלושה פרמטרים חשובים זוהו בניתוח שלנו: משקל מולקולרי פולימר, פונקציונליות תליון epoxide ו- crosslinker מקבילות. על מנת לייצר מגוון רחב של משקולות מולקולרית ופונקציונליות epoxide של סינתזה nanosponge, סטויכיומטריה של VL -co -AVL קופולימר חייב להשתנות. הריכוז של הקבוצה הפונקציונלית allyl במהלך epoxidation של קופולימר יכול להיות נהגה epoxidize אחוז הרצוי של ally...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים אין לחשוף.

תודות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

LK הוא אסיר תודה על מימון הלאומית למדע קרן מחקר מלגת לימודים לתואר שני (DGE-1445197), מחלקת כימיה אוניברסיטת ונדרבילט. LK, EH רוצה להודות את המימון עבור כלי אוסיריס TEM (NSF EPS 1004083).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
2,2'-(אתילנדיוקסי)ביס(אתילאמין)סיגמא-אולדריץ'385506-100 מ"ל
3-מתיל-1-בוטנולסיגמא-אולדריץ'309435-100 מ"לנטול מים, ≥ 99%
אצטוןסיגמא-אולדריץ'179124-4L
אליל ברומידסיגמא-אולדריץ'A29585-5G≥ 99%
אמוניום כלורידפישר סיינטיפיקA661-500תמיסה רוויה במי DI
תרבית תאיםסיגמא-אולדריץ'W3500-500 מ"למסוננים דרך 0.45 μ מסנן מזרק m
דיכלורומתאן (DCM)סיגמא-אולדריץ'270997-100 מ"לנטול מים, ≥ 99%, מכיל 40 - 150 ppm עמילן כמייצב
אתיל אצטטפישר סיינטיפיקE145SK-4
EZFlow 0.2 μ m מסנן מזרקFoxx Life Sciences386-2116-OEMPTFE הידרופילי, 13 מ"מ
EZFlow 0.45 μ m מסנן מזרקFoxx Life Sciences386-3126-OEMPTFE הידרופילי, 25 מ"מ
מבחנות בדיקה חד פעמיות מזכוכית בורוסיליקט של פישרברנד עם קצה רגילפישר סיינטיפיק14-961-31
צינורות מיקרוצנטריפוגה של פישרברנדפישר סיינטיפיק14-666-3181.5 מ"ל
מזרק מיקרוליטר המילטון, 100 μ LHamilton Company80600דגם 710 N SYR, NDL מלט, 22s ga, 2 אינץ', סגנון נקודה 2
HexamethylphosphoramideSigma-AldrichH11602-100G≥ 99%, מכיל ≤ 1,000 ppm תחמוצת פרופילן כמייצב
HexanesFisher ScientificH292-4
מגנזיום גופרתי נטול מיםFisher ScientificM65-500
חומצה מטא-כלורופרוקסיבנזואיתSigma-Aldrich273031-100Gמטוהר ל ≥ 99% על ידי שטיפת חיץ
מתנול (MeOH)Sigma-Aldrich322415-100MLנטול מים, ≥ 99%
תמיסת N-בוטילליתיוםסיגמא-אולדריץ'230707-100 מ"ל2.5 מ' בהקסאנים
N,N-diisopropylethylamineSigma-Aldrich550043-500ML≥ 99%
Parafilm MSigma-AldrichP7793-1EA
PELCO Pro פינצטה הפוכה (סגירה עצמית)Ted Pella, Inc.5375-NM
חומצה פוספוטונגסטית הידרטאלפא Aesar40116
Q55 סוניקטורQsonicaQ55-11055 וואט, 20 קילו-הרץ
SiliaMetS ציסטאיןסיליסייקלR80530B-10 גרם
קליפים לדיאליזה SnakeSkinThermo Scientific68011
צינורות דיאליזה SnakeSkin, 10K MWCOThermo Scientific68100
נתרן ביקרבונטפישר סיינטיפיק5233-500תמיסה רוויה ברשת מים
DI TEMטד פלה, בע"מ.01822-Fפחמן דק במיוחד מסוג A, 400 רשת, נחושת, כ. גודל חור רשת: 42 ומיקרו; m
Tetrahydrofuran (THF)Sigma-Aldrich401757-1Lנטול מים, ≥ 99.9%, ללא מעכב
Tin(II) trifluoromethanesulfonateSigma-Aldrich388122-1G
Vortex-Genie 2Scientific IndustriesSI-0236
נייר סינון Whatman, כיתה 1פישר סיינטיפיק09-805Hמעגלים, 185 מ"מ
&דלתא;-ולרולקטוןסיגמא-אולדריץ'389579-100 מ"למטוהר על ידי זיקוק ואקום
מים

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. van der Ende, A. E., Sathiyakumar, V., Diaz, R., Hallahan, D. E., Harth, E. Linear release nanoparticle devices for advanced targeted cancer therapies with increased efficacy. Polym Chem. 1 (1), 93(2010).
  2. Sharma, S., Parmar, A., Kori, S., Sandhir, R. PLGA-based nanoparticles: A new paradigm in biomedical applications. Trends Anal Chem. 80, 30-40 (2016).
  3. Cao, L. B., Zeng, S., Zhao, W. Highly Stable PEGylated Poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) Nanoparticles for the Effective Delivery of Docetaxel in Prostate Cancers. Nanoscale Res Lett. 11 (1), 305(2016).
  4. Chelopo, M. P., Kalombo, L., Wesley-Smith, J., Grobler, A., Hayeshi, R. The fabrication and characterization of a PLGA nanoparticle-Pheroid® combined drug delivery system. J Mater Sci. 52 (6), 3133-3145 (2016).
  5. Guan, Q., et al. Preparation, in vitro and in vivo evaluation of mPEG-PLGA nanoparticles co-loaded with syringopicroside and hydroxytyrosol. J Mater Sci Mater Med. 27 (2), 24(2016).
  6. Cannava, C., et al. Nanospheres based on PLGA/amphiphilic cyclodextrin assemblies as potential enhancers of Methylene Blue neuroprotective effect. RSC Adv. 6, 16720-16729 (2016).
  7. Locatelli, E., Franchini, M. C. Biodegradable PLGA-b-PEG polymeric nanoparticles: synthesis, properties, and nanomedical applications as drug delivery system. J Nanopart Res. 14 (12), (2012).
  8. van der Ende, A. E., Croce, T., Hamilton, S., Sathiyakumar, V., Harth, E. M. Tailored polyester nanoparticles: post-modification with dendritic transporter and targeting units via reductive amination and thiol-ene chemistry. Soft Matter. 5 (7), 1417(2009).
  9. Lockhart, J. N., Stevens, D. M., Beezer, D. B., Kravitz, A., Harth, E. M. Dual drug delivery of tamoxifen and quercetin: Regulated metabolism for anticancer treatment with nanosponges. J Control Release. 220 (Pt. B), 751-757 (2015).
  10. Shriner, R. L., Hermann, C. K. F., Morrill, T. C., Curtin, D. Y., Fuson, R. C. The Systematic Identification of Organic Compounds. , 8th ed, Wiley. (2004).
  11. Derome, A. E. Modern NMR Techniques for Chemistry Research. , Pergamon Press. (1987).
  12. Williams, D. B., Barry Carter, C. Transmission Electron Microscopy: A Textbook for Materials Science. , 2nd ed, Springer. (2009).
  13. van der Ende, A. E., Kravitz, E. J., Harth, E. M. Approach to Formation of Multifunctional Polyester Particles in Controlled Nanoscopic Dimensions. J Am Chem. Soc. 130 (27), 8706-8713 (2008).
  14. Stevens, D. M., Watson, H. A., LeBlanc, M. A., Wang, R. Y., Chou, J., Bauer, W. S., Harth, E. M. Practical polymerization of functionalized lactones and carbonates with Sn(OTf)2 in metal catalysed ring- opening polymerization methods. Polym Chem. 4, 2470-2474 (2013).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

מאמרים קשורים