Name: גיבוש חלקיקים פולימריים Diblock באמצעות טכניקה Nanoprecipitation (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-09-20T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 47 s
Description: למדו את שיטת הננו-השקעה לסינתזת ננו-חלקיקים פולימריים מקופולימרי PLGA-PEG. טכניקה זו מאפשרת מיצוי תרופות נוגדות סרטן ביעילות גבוהה לטיפול ממוקד.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו מומנה על ידי גולף נגד סרטן, קרוליינה המרכז ננוטכנולוגיה אקסלנס פיילוט מענק, אוניברסיטת לחקר הסרטן הקרן בריאות ממלכתי המכון K-12 פיתוח פרס קריירה.

1. סינתזה של PLGA-B-PEG פולימר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פולי (D, L-lactide-Co-glycolide) (PLGA) עם קבוצות carboxylate מסוף (PLGA-carboxylate) מומס כלשהו ממס עבור PLGA (כאמור בסעיף חומרים) בריכוז של 5 מ"מ. PLGA יכול להיות מומס בריכוז הזה עם ערבוב עדין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שני NHS (משקל מולקולרי 115.09) ו EDC (משקל מולקולרי 191.7) הם מומסים בתמיסה PLGA בריכוז של 25mm. (שניהם EDC לבין NHS מתווספים עודף stoichiometric של פי 5 לעומת PLGA). PLGA-carboxylate מומר PLGA-NHS ידי הוספת EDC ו NHS לפתרון PLGA-carboxylate עם ערבוב עדין במשך שעה בערך 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המוצר התגובה PLGA-NHS הוא זירז את ידי הוספת מתנול פתרון כביסה. כ 10 פעמים עודף נפח של מתנול מתווסף הפתרון. הפתרון הוא centrifuged ב 2000 XG כדי לזרז את PLGA-NHS וזורקים supernatant (מסיר את עקבות EDC ו - NHS. הליך של כביסה עם מתנול הוא חזר לפחות שלוש פעמים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> PLGA-NHS גלולה הוא מיובש תחת בוואקום במשך 30 דקות כדי להסיר כל עקבות של פתרון הכביסה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> PLGA-NHS גלולה כעת מחדש מומס הממס אותו בריכוז זהה ששימש בתחילה לפזר PLGA. PEG heterobifunctional (אמין-PEG-carboxylate) הוא הוסיף אז לפתרון PLGA בריכוז של 5 מ"מ (יחס stoichiometric של 1:1). הפתרון הוא תערובת מודגרות למשך 24 שעות עם ערבוב מתמיד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר 24 שעות, המוצר התגובה PLGA-B-PEG לחסום קופולימר הוא זירז את ידי הוספת מתנול פתרון כביסה עודף. חזור על התהליך כביסה צנטריפוגה כאמור שלוש פעמים. זו תסיר את כל PEG unreacted עודף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קופולימר PLGA-B-PEG לחסום הוא מיובש תחת ואקום. </li></ol> 2. PLGA-B-PEG nanoparticle הכנה חלקיקים עם ליבת PLGA מכוסה PEG על פני השטח ניתן להכין עם אלה קופולימרים diblock. מגוון של סמים שונים יכולים להיות הידרופובי הגלום חלקיקים כאלה. תרכובות פלורסנט ניתן הגלום חלקיקים או יכול להיות מצומדת כדי PLGA ובכך חלקיקים אלה יכולים לשמש עבור דימות פלואורסצנטי. שיטה Nanoprecipitation משמש כדי להפוך את חלקיקי במיוחד כאשר המטען הרצוי יהיה במארז הוא הידרופובי מאוד בטבע. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> PLGA-B-PEG לחסום קופולימר ואת התרופה / מטען (להיות במארז) הם מומסים כלשהו ממס אשר מתמוסס PLGA. PLGA יכול להיות מומס על ידי ממיסים משותפים רבים, כולל אצטוניטריל, DCM, tetrahydrofuran, אצטון או אתיל אצטט. הבחירה של ממס היא קריטית, כפי שהוא משפיע על המאפיינים של nanoparticle. לפיכך, ראוי ממס אמור לשמש בשלב זה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תערובת פולימר / התרופה ואז הוסיף dropwise ל 3-5 כרכים של ערבוב מים נותן ריכוז הפולימר הסופי של סביב 3 מ"ג / מ"ל. (איור 2) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ערבוב זה נמשך 2 שעות תחת לחץ מופחת, כדי לאפשר חלקיקים כדי ליצור ע"י הרכבה עצמית ולהסיר עקבות של ממיס אורגני. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מסיק וטיהור: חלקיקים מרוכזים מכן על ידי צנטריפוגה ב 2700 x g עבור 10 דקות באמצעות מסנן Amicon (MWCO 20KDa), התרחצתי, מחדש ב-PBS. זה מסיר את כל מטען בלתי וממולכד סמים /. אפיונים biophysical יסוד, כגון גודל, משטח מטען, וטעינה יעילות התרופה ניתן לבצע כדי להבין טוב יותר את המאפיינים של חלקיקים. </li></ol> 3. אחסון הקפאת ייבוש היא שיטה הנפוצה לאחסון חלקיקים 11. הקפאת ייבוש תשמור על תכונות פיסיקליות וכימיות של חלקיקים ליציבות ארוכת טווח 12. תהליך הקפאה וייבוש יכול לגרום ללחץ על חלקיקים ו לערער את הניסוח, כך cryo-protectants (הגנה מפני מתח הקפאה) ו-איו protectants (הגנה מפני מתח ייבוש) משמשים בדרך כלל. הבחירה של protectants אלה נקבע לפי אורך הזמן הרצוי אחסון 13. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בשנת ייבוש, הקפאה, יש מיצוק הכולל של המדגם על ידי הקפאת מתחת Tg שלו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בשלב הייבוש, הקרח הוא הוסר על ידי סובלימציה. הטמפרטורה והלחץ צריך להיות מותאם על מנת להשיג תהליך יעיל להקפיא ייבוש. </li></ol> 4. נציג התוצאות: אפיון קופולימר PLGA-B-Di-PEG לחסום טכניקות שונות שניתן להשתמש בהם כדי לאשר את נטיה מוצלח של פולימרים. הרכב PLGA-B-PEG ניתן לאפיין באמצעות 400 MHz 1H תהודה מגנטית גרעינית (NMR). משקל מולקולרי של המוצר שנוצר (PLGA-B-PEG) ניתן לאמת באמצעות ג'ל כרומטוגרפיה חלחול (GPC). PLGA-b - PEG משקל מולקולרי distributioעקומת n זמן elution צריך להיות שונה PLGA ו - PEG לבד. בשילוב, טכניקות אלו יש לאפיין את המוצר נוצרו לקבוע אם התגובה נטיה היה מוצלח. אפיון PLGA-B-PEG חלקיקים גודל החלקיקים והפצה גודל ניתן למדוד על ידי פיזור אור דינאמי. פרמטרים שונים בתהליך nanoprecipitation להשפיע על גודל החלקיקים. משקולות מולקולרית של פולימרים המשמשים בתחילה (הן PLGA ו - PEG) גם השפעת חלוקת גודל החלקיקים. מעבר במיקרוסקופ אלקטרונים (TEM) יכול לשמש גם כדי לאשר את התפלגות גודל ומבנה של חלקיקים כפי שניתן לראות באיור 3. טווח גודל החלקיקים היא בדרך כלל בטווח ננומטר. גודל החלקיקים גדול עם התפלגות גודל אחיד יכול להצביע או שגיאה התגובה נטיה או שיטת nanoprecipitation אופטימיזציה הצרכים. בנוסף, פוטנציאל זטה פני השטח ניתן למדוד ZetaPALS. יעילות התרופה / מטען טוען ניתן לכמת עם תקן HPLC. החלקיקים הם מומסים אורגניים ממס HPLC ניתן לבצע כדי למדוד את ספיגת התרופה / מטען (איור 4). שחרור התרופה המחקר הקינטית ניתן לעשות בו כמויות ידוע קבוע של חלקיקים הם dialyzed ביחידות 30 Slide-A-MINI Lyzer דיאליזה. במרווחי זמן קבועים, התוכן ביחידת דיאליזה נאסף נפח שווה של ממס אורגני נוסף לפזר את חלקיקי. HPLC נעשית על דגימות אלה לכמת את התוכן סמים / מטען. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/3398/3398fig1.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="איור 1"> באיור 1. EDC / NHS כימיה <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/3398/3398fig2.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="איור 2"> איור 2. שיטה Nanoprecipitation להכנת חלקיקים פולימריים. הפתרון של ממס אורגני (אצטוניטריל או DCM) המכיל את PEG-PLGA diblock ואת התרופה או מטען להיות טעון לתוך חלקיק מתווסף dropwise כדי ערבוב של 3-5 מ"ל H 2 O. <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/3398/3398fig3.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="איור 3"> איור 3. במיקרוסקופ אלקטרונים הילוכים של nanopartices. תמונת TEM של PEG-PLGA חלקיקים המכילים wortamin. חומצה Phosphotungstic שימש כסוכן ניגוד. <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/3398/3398fig4.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="איור 4"> איור 4. שחרור מבוקר של התרופה מן nanoparticle. פקליטקסל שחרור חלקיקים לאחר דיאליזה ב PBS. באותה עת ציינה, חלקיקים הוצאו קלטות דיאליזה solublized ב אצטוניטריל. הפתרון היה נמדד על ידי HPLC. שני מגרשים נפרדים של חלקיקים הושוו. <div id="myEventWatcherDiv" style=";text-align:right;direction:rtl"></div><div id="myEventWatcherDiv" style=";text-align:right;direction:rtl"></div>

<ol><li>Drotleffa, S., Lungwitz, U., Breuniga, M., Dennis, A., Blunk, T., Tessmarc, J., Goëpferich, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomimetic+polymers+in+pharmaceutical+and+biomedical+sciences%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Pharmaceutics+and+Biopharmaceutics%22%5BJournal%5D)">Biomimetic polymers in pharmaceutical and biomedical sciences.</a> European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 58, 385-407 (2004).</li>
<li>Bulte, J. W. M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBulte%2C+JWM+%22Nanoparticles+in+Biomedical+Imaging%22">Nanoparticles in Biomedical Imaging</a>. 3, (2008).</li>
<li>Omid, C., Farokhzad, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+Nanotechnology+on+Drug+Delivery%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+NANO%22%5BJournal%5D)">Impact of Nanotechnology on Drug Delivery.</a> ACS NANO. 3, 16-20 (2009).</li>
<li>Li, Y. -P., Pei, Y. -Y., Xian-Ying, Z., Zhou-Hui, G., Zhao-Hui, Z., Wei-Fang, Y., Jian-Jun, Z., Jian-Hua, Z., Xiu-Jian, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PEGylated+PLGA+nanoparticles+as+protein+carriers%3A+synthesis%2C+preparation+and+biodistribution+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Controlled+Release%22%5BJournal%5D)">PEGylated PLGA nanoparticles as protein carriers: synthesis, preparation and biodistribution in rats.</a> Journal of Controlled Release. 71, 203-211 (2011).</li>
<li>Hermanson, G. T. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHermanson%2C+GT+%22Bioconjugate+techniques%22">Bioconjugate techniques</a>. , 2nd Edition, (2008).</li>
<li>Jeong, B., Bae, Y. H., Lee, D. S., Kim, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biodegradable+block+copolymers+as+injectable+drug-delivery+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Biodegradable block copolymers as injectable drug-delivery systems.</a> Nature. 388, 860-862 (1997).</li>
<li>Yoo, H. S., Park, T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Folate+receptor+targeted+biodegradable+polymeric+doxorubicin+micelles%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Controlled+Release%22%5BJournal%5D)">Folate receptor targeted biodegradable polymeric doxorubicin micelles.</a> Journal of Controlled Release. 96, 273-283 (2004).</li>
<li>Cheng, J., Teply, B. A., Sherifi, I., Sung, J., Luther, G., Gu, F. X., Levy-Nissenbaum, E., Radovic-Moreno, A. F., Langer, R., Farokhzad, O. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Formulation+of+Functionalized+PLGA-PEG+Nanoparticles+for+In+Vivo+Targeted+Drug+Delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Formulation of Functionalized PLGA-PEG Nanoparticles for In Vivo Targeted Drug Delivery.</a> Biomaterials. 28, 869-876 (2007).</li>
<li>Gu, F., Zhang, L. F., Teply, B. A., Mann, N., Wang, A., Radovic-Moreno, A. F., Langer, R., Farokhzad, O. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Precise+engineering+of+targeted+nanoparticles+by+using+self-assembled+biointegrated+block+copolymers%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Science%22%5BJournal%5D)">Precise engineering of targeted nanoparticles by using self-assembled biointegrated block copolymers.</a> Proceedings of the National Academy of Science. 105, 2586-2591 (2008).</li>
<li>Sanna, V., Pintus, G., Roggio, A. M., Punzoni, A., Posadino, A. M., Arca, A., Marceddu, S., Bandiera, P., Uzzau, S., Sechi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeted+Biocompatible+Nanoparticles+for+the+Delivery+of+%28-%29-Epigallocatechin+3-Gallate+to+Prostate+Cancer+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Med.+Chem%22%5BJournal%5D)">Targeted Biocompatible Nanoparticles for the Delivery of (-)-Epigallocatechin 3-Gallate to Prostate Cancer Cells.</a> J. Med. Chem. 54, 1321-1332 (2011).</li>
<li>Abdelwahed, W., Degobert, G., Stainmesse, S., Fessi, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Freeze-drying+of+nanoparticles%3A+Formulation%2C+process+and+storage+considerations%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Drug+Delivery+Reviews%22%5BJournal%5D)">Freeze-drying of nanoparticles: Formulation, process and storage considerations.</a> Advanced Drug Delivery Reviews. 58, 1688-1713 (2006).</li>
<li>Holzer, M., Vogel, V., Mäntele, W., Schwartz, D., Haase, W., Langer, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physico-chemical+characterisation+of+PLGA+nanoparticles+after+freeze-drying+and+storage%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Pharmaceutics+and+Biopharmaceutics%22%5BJournal%5D)">Physico-chemical characterisation of PLGA nanoparticles after freeze-drying and storage.</a> European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 72, 428-437 (2009).</li>
<li>Lee, M. K., Kim, M. Y., Kim, S., Lee, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cryoprotectants+for+Freeze+Drying+of+Drug+Nano-Suspensions%3A+Effect+of+Freezing+Rate%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Pharmaceutical+Sciences%22%5BJournal%5D)">Cryoprotectants for Freeze Drying of Drug Nano-Suspensions: Effect of Freezing Rate.</a> Journal of Pharmaceutical Sciences. 98, 4808-4817 (2009).</li>
<li>Wang, A. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biofunctionalized+targeted+nanoparticles+for+therapeutic+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Expert+opinion+on+biological+therapy%22%5BJournal%5D)">Biofunctionalized targeted nanoparticles for therapeutic applications.</a> Expert opinion on biological therapy. 8, 1063-1070 (2008).</li>
<li>Jeong, B., Bae, Y. H., Kim, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Drug+release+from+biodegradable+injectable+thermosensitive+hydrogel+of+PEG-PLGA-PEG+triblock+copolymers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Control+Release%22%5BJournal%5D)">Drug release from biodegradable injectable thermosensitive hydrogel of PEG-PLGA-PEG triblock copolymers.</a> J. Control Release. 63, 155-163 (2000).</li>
<li>Gref, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biodegradable+long-circulating+polymeric+nanospheres%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Biodegradable long-circulating polymeric nanospheres.</a> Science. 263, 1600-1603 (1994).</li>
</ol>

אין ניגודי אינטרסים הכריז.

השיטה nanoprecipitation באמצעות diblock שיתוף פולימרים מייצג שיטה פשוטה, מהירה מהנדס חלקיקים פולימריים. חלקיקים וכתוצאה מכך מורכבים ליבה הידרופובי אשר יכול להיות מנוצל עבור משלוח של תרכובות מסיסים היטב. שכבת הקרקע הידרופילי מאפשר מסיסות מימית מעולה תוך מתן מחצית עבור נטיה נוספת פוטנציאל ליגנד מיקוד. ישנן פלטפורמות nanoparticle רבים, כולל ליפוזומים, חלקיקים פולימריים, dendrimers, חלקיקי מתכת, נקודות קוונטיות ...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> מגיב </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגי </td><td> תגובות </td></tr><tr><td> EDC </td><td> Thermo Scientific </td><td> 22980 </td><td> נטיה מגיב </td></tr><tr><td> NHS </td><td> Thermo Scientific </td><td> 24500 </td><td> נטיה מגיב </td></tr><tr><td> אמין-PEG-carboxylate </td><td> Laysan ביו בע&quot;מ </td><td> NH2-PEG-CM-5000 </td><td> פולימר (ניתן להשתמש בכל MW PEG, 5000 מופיע כאן) </td></tr><tr><td> PLGA-carbxylate </td><td> Lactel </td><td> B6013-2 </td><td> פולימר </td></tr><tr><td> Dichloromethane (DCM) </td><td> סיגמא אולדריץ </td><td> 34856 </td><td> ממס </td></tr><tr><td> אצטוניטריל&gt; טוהר 99% </td><td> סיגמא אולדריץ </td><td> 34851 </td><td> ממס </td></tr><tr><td> מתנול&gt; טוהר 99% </td><td> סיגמא אולדריץ </td><td> 34860 </td><td> לשטוף </td></tr></tbody></table>

גיבוש חלקיקים פולימריים diblock באמצעות טכניקה nanoprecipitation

Formulation of Diblock Polymeric Nanoparticles through Nanoprecipitation Technique

הננוטכנולוגיה היא ענף חדש יחסית של המדע כרוכה רתימת התכונות הייחודיות של החלקיקים הם ננומטר סולם (חלקיקים). חלקיקים יכולים להיות מהונדסים בצורה מדויקת שבה כימיה, גודל הרכב פני השטח שלהם ניתן לשלוט בקפידה. זה מאפשר חופש חסר תקדים לשנות כמה מן התכונות הבסיסיות של המטען שלהם, כגון, מסיסות diffusivity, biodistribution, מאפיינים לשחרר immunogenicity. מאז ראשית שלהם, חלקיקים כבר נוצלו בתחומים רבים של המדע והרפואה, כולל אספקת סמים, הדמיה, ביולוגיה של התא 1-4. עם זאת, לא נוצל במלואו מחוץ &quot;מעבדות הננוטכנולוגיה&quot; בשל מחסום טכני נתפס. במאמר זה, אנו מתארים שיטה פשוטה לסנתז פלטפורמה פולימר nanoparticle מבוסס כי יש מגוון רחב של יישומים פוטנציאליים. הצעד הראשון הוא לסנתז diblock שיתוף פולימר שיש לו גם תחום הידרופובי תחום הידרופילי. שימוש PLGA ו PEG כמו פולימרים מודל תיארנו תגובה נטיה באמצעות EDC / NHS כימיה 5 (איור 1). כמו כן, אנו דנים את תהליך טיהור פולימר. Diblock מסונתז שיתוף פולימר יכול עצמית להרכיב לתוך חלקיקים בתהליך nanoprecipitation דרך הידרופובי, הידרופילי אינטראקציות. Nanoparticle פולימר תיאר הוא מאוד תכליתי. ליבת הידרופובי של nanoparticle יכול להיות מנוצל כדי לשאת תרופות מסיס גרוע עבור משלוח הסמים experiments6. יתר על כן, חלקיקים יכולים להתגבר על הבעיה של ממיסים רעילים עבור מסיסים גרוע ריאגנטים לביולוגיה מולקולרית, כגון wortmannin, המחייב ממס כמו DMSO. עם זאת, DMSO יכול להיות רעיל לתאים ולהפריע הניסוי. תרופות אלו מסיסים גרוע ריאגנטים יכול להיות מועברת באופן יעיל באמצעות חלקיקי הפולימר עם רעילות מינימלית. חלקיקי הפולימר יכול גם להיות טעון עם צבע פלואורסצנטי מנוצל ללימודי סחר תאיים. לבסוף, אלו חלקיקים פולימר ניתן מצומדות כדי מיקוד ligands דרך PEG פני השטח. חלקיקים ממוקדת כזה יכול להיות מנוצל כדי תווית epitopes ספציפי או בתאים 7-10.

מאמר זה מתאר שיטה nanoprecipitation לסנתז פולימר מבוסס חלקיקים באמצעות diblock שיתוף פולימרים. אנו נדון את הסינתזה של diblock שיתוף פולימרים, הטכניקה nanoprecipitation, יישומים פוטנציאליים.

גיבוש חלקיקים פולימריים Diblock באמצעות טכניקה Nanoprecipitation

ננוטכנולוגיה היא ענף מדע חדש יחסית, הכולל רתימה של תכונות ייחודיות של חלקיקים במقياس ננומטרים...

המטרה הכללית של הליך זה היא לסנתז ננו-חלקיקים פולימריים באמצעות שיטת שיקוע ננוי (nano precipitation). זאת מושג תחילה על ידי ביצוע תגובת E-D-C-N-H-S ליצירת קו-פולימר של A-P-L-G-A PEG. לאחר מכן, נעשה שימוש בקו-פולימר ה-PLGA PEG ליצירת ננו-חלקיקים, תוך כליאת התרופה או המטען הרצויים באמצעות שיקוע ננוי.בשלב זה, ניתן לבצע מאפיין ביופיזיקלי בסיסי, הכולל גודל, מטען פני וביעילות טעינת התרופה, באמצעות פיזור אור דינמי, מיקרוסקופיה אלקטרונית חולפת או HPLC. להשלכות של טכניקה זו יש השפעה על טיפול בגידולי סרטן, מכיוון שהננו-חלקיקים יכולים להוביל תרופות אנטי-סרטניות בעלות מסיסות נמוכה, אשר עשויות להיות יעילות יותר מהטיפולים הנוכחיים. שיטה זו עשויה לספק תובנות לגבי הטיפול בסרטן.ניתן להשתמש בשיטה זו גם כדי לחקור מערכות אחרות, כגון תעבורה תאית. ניתן לשלב את הננו-חלקיקים עם ליגנד מכוון ולהדגים את הטכניקה באמצעות סוכן דימות המאפשר ויזואליזציה in vivo או in vitro. היום יצטרפו שני טכנאים מהמעבדה שלנו, Rohit Sukumar ו-Natalie Cummings. כדי להתחיל בסנתזה של ה-PLGA PEG co-polymer, המסס PLGA, carboxylate ב-Acetonitrile בריכוז של 5 mM תוך כדי ערבוב עדין.לאחר מכן, הוסיפו NHS ו-EDC בכמות מספקת כדי להגיע לריכוזים של 25 millimolar, המספקים עודף סטוכיומטרי של פי חמישה בהשוואה ל-PLGA. ערבבו בעדינות את התמיסה במשך כשעה אחת כדי לאפשר את המרת ה-PLGA carboxylate ל-PGA NHS. לאחר שעה, השקיפו את תוצר התגובה PGA NHS על ידי הוספת תמיסת שטיפה של methanol בנפח העולה פי 10 בקירוב על נפח התמיסה. סבבו את התמיסה בצנטריפוגה במהירות של 2000 ×g כדי להשקיע את ה-P-L-G-A-N-H-S. לאחר הסבוב, השליכו את העלייה (supernatant) כדי להסיר שאריות של EDC ו-NHS. חזרו על הליך השטיפה ב-methanol לפחות שלוש פעמים.לאחר השלמת השטיפה, ייבשו את ה-P-L-G-A-N-H-S בוואקום למשך 30 דקות כדי להסיר שאריות של תמיסת השטיפה. כעת, המיסו מחדש את כדורית ה-P-L-G-A-N-H-S ב-aceto NI trial בריכוז זהה לזה ששימש בתחילה להמסת ה-PLGA.לאחר ההמסה, הוסיפו PEG הטרו-ביפונקציונלי לתמיסת ה-PLGA. הוסיפו ריכוז של 5 mM.דגרו את תמיסת התערובת למשך 24 שעות תחת ערבוב קבוע. שקיעו את תוצר התגובה של הבלוק-קופולימר PLGA PEG על ידי הוספת מטרנול בעודף. בצעו את תהליך השטיפה והצנטריפוגה שלוש פעמים נוספות כדי להסיר את כל ה-peg הבלתי מגיב שנותר בעודף.כשלב סופי בסינתזה, ייבשו את ה-PLGA PEG block copolymer תחת ואקום. שיקוע ננו-חלקיקים מתחיל בהמסת ה-PLGA PEG block copolymer והתרופה המיועדת לאנקפסולציה בממס A-P-L-G-A. בחירת הממס היא קריטית שכן היא משפיעה על תכונות הננו-חלקיק. לאחר מכן, הוסיפו את תערובת הפולימר והתרופה, טיפה אחר טיפה, לשלושה עד 10 נפחים של מים תחת ערבול, כדי להגיע לריכוז פולימר סופי של כ-3 mg/mL. טיפה אחר טיפה.הוספת התמיסה האורגנית לשלב המימי היא קריטית ליצירת ננוחלקיקים בגודל הנכון. המשיכו בערבוב למשך שעתיים תחת לחץ מופחת כדי לאפשר לננוחלקיקים להיווצר על ידי הרכבה עצמית ולהסיר עקבות של הממס האורגני. לאחר שעתיים של ערבוב.רכז את הננו-חלקיקים על ידי סנטריפוגציה ב-2,700 ×g למשך 10 דקות באמצעות מסנן Amon. לאחר מכן, שטוף את הננו-חלקיקים ב-PBS כדי להסיר תרופה שאינה כלואה, ובצע סנטריפוגציה נוספת. לבסוף, שחזר את הננו-חלקיקים ב-PBS בשלב זה.ניתן לבצע אפיון ביופיזיקלי בסיסי, הכולל גודל, מטען פני וביעילות טעינת התרופה, כדי להבין טוב יותר את תכונות הננו-חלקיקים. ניתן לאחסן את הננו-חלקיקים כפי שמתואר בפרוטוקול הכתוב. כדי לאפיין את ננו-חלקיקי ה-PLGA PEG, נעשה שימוש במיקרוסקופיית אלקטרונים חודרת (transmission electron microscopy) כדי לאשש את הגודל, ההתפלגות והמבנה של הננו-חלקיקים. גודל החלקיקים הוא בדרך כלל בטווח הננו-מטר.גדלי חלקיקים גדולים עם התפלגויות גודל לא אחידות עשויים להעיד על שגיאה בתגובת הצימוד או על כך ששיטת השקיעה הננומטרית (nano precipitation) דורשת אופטימיזציה. מוצג כאן מחקר של קינטיקת שחרור תרופה, שבו נמדדו יעילות הטעינה והשחרור של Paclitaxel באמצעות HPLC סטנדרטי. כמויות קבועות וידועות של הננו-חלקיקים עברו דיאליזה במרווחי זמן קבועים.התוכן ביחידת הדיאליזה נאסף ונפח שווה של ממס אורגני הוסף כדי להמיס את הננו-חלקיקים. לאחר מכן בוצע HPLC לדגימות אלו. כדי לכמת את תכולת ה-Paclitaxel, לאחר השליטה בטכניקה, ניתן לבצע נכון את טכניקת הננו-שקיעה הזו בשלוש שעות.זכרו, בעת ביצוע טכניקה זו, להוסיף תמיד את הפאזה האורגנית באיטיות לפאזה המימית כדי למנוע היווצרות של חלקיקים גדולים לאחר פיתוחה. טכניקה זו סללה את הדרך עבור חוקרי סרטן בתחום הננו-רפואה לבחון את השימוש בתרופות בעלות מסיסות נמוכה, שבעבר נחשבו לרעילות מדי עבור חולי סרטן בעקבות הליך זה. ניתן לבצע שיטות אחרות, כגון מחקרי יעילות in vivo או מחקרי דימוי, כדי לענות על שאלות כגון האם תרופות בעלות מסיסות נמוכה הן יעילות, כאשר רעילות סיסטמית אינה מהווה עוד בעיה, או האם ליגנדים מכוונים מנתבים נכון את הננו-חלקיקים ליעדם.

formulation-diblock-polymeric-nanoparticles-through-nanoprecipitation

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

מאמר זה מתאר את ההכנה של nanofoams ניקל המסודרת באמצעות תצהיר electroless מתכת על גבי תבניות nanoporous מתקבלות מsupramolecules מבוסס קופולימר diblock העצמית התאספו.

ניקל ננו gyroid מSupramolecules קופולימר Diblock

אנו מדווחים על פרוטוקולים ל"פילמור" סוגים שונים של ננו-חלקיקי מתכת עטופים בפולימר לשרשראות ארוכות של "הומו-" ו"קו-פולימרים".

באמצעות Polystyrene-<em&gt; בלוק</em&gt; -poly (חומצה אקרילית) -coated מתכת חלקיקים כמו מונומרים להומו- ושיתוף פילמור

מאמר זה מתאר תהליך לייצור ננו-חלקיקים פולימריים בהרכבה עצמית באמצעות פילמור פיזור בתיווך אור נראה. שימוש באור נראה באנרגיה נמוכה לשליטה בפילמור מאפשר היווצרות ניתנת לשחזור של מיצלות דמויות תולעת בהרכבה עצמית בתכולת מוצקים גבוהה.

סינתזה קלילה של Micelles תולעת דמוית ידי גלוי אור מתווכת פילמור נפיצה שימוש Photoredox Catalyst

השלבים העיקריים של החיים פילמור anionic של אתר פניל glycidyl (PheGE) על גליקול methoxy-פוליאתילן (-PPheGE ב mPEG-) מתוארים. מיצלות קופולימר לחסום שתעוררנה (BCMs) היו עמוסות דוקסורוביצין 14% (% wt) ו לשחרור מושהה של תרופה מעל 4 ימים בתנאים רלוונטיים מבחינה פיזיולוגית הושגו.

Anionic פילמור של קופולימר amphiphilic עבור הכנת Micelles קופולימר בלוק מיוצב על ידי אינטראקציות הנחת π-π

ננו מספקות מנגנונים מגוונים של משלוח טיפולית מבוקרת מדע בסיסי ויישומים translational, אך ייצור שלהם לעתים קרובות דורשת מומחיות שאינו זמין במעבדות ביותר ביו. כאן, אנו מציגים פרוטוקולים עבור ייצור מדרגי של טעינת טיפוליות מגוונות nanocarriers התאספו עצמית באמצעות nanoprecipitation פלאש.

הרכבה מהירה, מדרגי וטעינה של חלבונים ביו, Immunostimulants לתוך Nanocarriers סינתטי מגוונות באמצעות פלאש Nanoprecipitation

פלאש NanoPrecipitation (FNP) היא גישה מדרגי לייצר חלקיקים ליבה-קליפה פולימריים. המעבדה-סולם פורמולציות עבור העטיפה של הרפוי הידרופובי או הידרופילית מתוארים.

פלאש NanoPrecipitation בשביל העטיפה של תרכובות הידרופוביות, הידרופילית חלקיקים פולימרים

הרכבה עצמית מונחית התגבשות (CDSA) מציגה את היכולת הייחודית לייצור מבנים ננו-רובוטים של הפצות באורך צר. הטבעת האורגניטיבית פותחת את הε-הקרניים והרחבות השרשרת העוקבות של מתיל מתיונין ו- n, מומחש n-dimethyl תיל אקרילאמיד. פרוטוקול CDSA חי אשר מייצרת גלילים של עד 500 ננומטר באורך מחולקת לרוחב.

סינתזה של חלקיקים מונוטהתפזר גלילי באמצעות התגבשות עצמית מונחה-הרכבה של סופולימרים מתכלים לחסום

פרוטוקול לניתוח nanoparticle מעקב (נ.ת. ע) והזרימה cytometry תפוקה גבוהה להעריך חלקיקים פולימריים גן משלוח מתואר. נת"ע מנוצל כדי לאפיין את התפלגות גודל חלקיקי nanoparticle והפצת החלקיקים לפלסמיד. cytometry זרימת תפוקה גבוהה מאפשר הערכת יעילות transfection כמוני לספרייה של biomaterials מסירת הגן.

הערכת משלוח גן פולימרית חלקיקים על ידי Nanoparticle מעקב ניתוח וזרימת cytometry תפוקה גבוהה

אנו מתארים את השיטה של ​​תאי גזע תכנות לביטוי יתר גורמים טיפוליים לאנגיוגנזה באמצעות חלקיקים פולימריים מתכלים. תהליכים שתוארו כוללים סינתזת פולימר, transfecting בתאי גזע שמקורם בשומן במבחנה, ומאמת את היעילות של תאי גזע מתוכנתים לקדם אנגיוגנזה במודל איסכמיה hindlimb עכברי.

תאי גזע תכנות טיפולי אנגיוגנזה שימוש אורגניים פולימריים חלקיקים

שני נוזלים סמוכים העוברים דרך ערוץ מיקרופלואידי מחורץ יכולים להיות מכוונים ליצירת נדן סביב ליבת רב-אופן; ובכך לקבוע הן צורה והן חתך רוחב. פולמור Photoinitiated, כגון כימיה לחץ תיול, מתאים היטב לחיזוק במהירות את נוזל הליבה לתוך מיקרופייבר עם גודל וצורה קבועים מראש.

ייצור מיקרופלואידי של סיבים פולימריים וביוהיברידים עם גודל וצורה מעוצבים מראש

למדו את שיטת הננו-השקעה לסינתזת ננו-חלקיקים פולימריים מקופולימרי PLGA-PEG. טכניקה זו מאפשרת מיצוי תרופות נוגדות סרטן ביעילות גבוהה לטיפול ממוקד.

גיבוש חלקיקים פולימריים Diblock באמצעות טכניקה Nanoprecipitation

גלה סרטונים נוספים