19 בפברואר 2016
אנו מדווחים על יישום חכם של ננו-צינורות פחמן לייצוב קינטי של חלקיקי שומנים המכילים ננו-מבנים בהרכבה עצמית בליבותיהם. הכנת חלקיקי שומנים דורשת ריכוזים נמוכים למדי של ננו-צינורות פחמן המאפשרים את השימוש בהם ביישומים ביו-רפואיים כגון מתן תרופות.
המטרה הכוללת של שיטה זו היא להכין חלקיקים היברידיים ננו-מובנים באמצעות ננו-צינורות פחמן, או CNTs, והרכבות עצמיות של שומנים. שיטה זו מציגה את אחד היישומים החכמים של ננו-צינורות פחמן, שבו תחליב ננו-מבנה מיוצב של חלקיקי ליפידים בהרכבה עצמית פנימית. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שהפרוטוקול פשוט למדי, והוא משלב תכונות יסוד הן של CNTs והן של ננו-מבנים שומניים.
ייצוב ה-CNT מייצר תחליב שמן ומים שבו החלקיקים בגודל של מיקרון אחד או פחות, והליבה מכילה ננו-מבנה שומנים מעוקב דו-רציף. בשל ציפוי CNTs במולקולות ליפידים תואמות ביולוגית, רעילותם צפויה להיות נמוכה. דיווחים אחרונים הראו עד כה כי פונקציונליזציה מפחיתה באופן ניכר את ההשפעות הרעילות, הציטוטוקסיות, של CNTs תוך הגברת התאימות הביולוגית.
מי שידגים את ההליך יוגיטה פאטיל-סן, פוסט-דוקטורנטית מהמעבדה שלי, ואמין סדגפור, פוסט-דוקטורנט ממעבדתו של פרופסור רפולט. הכן תמיסת פעילי שטח של 0.2% במים על ידי המסת 200 מיליגרם של חומר פעילי שטח ב 100 מיליליטר מים טהורים במיוחד על ידי ערבוב למשך 20 עד 30 דקות. הוסף 500 מיליגרם של Dimodan U, DU או Phytantriol, או PT מותך, לבקבוקון זכוכית.
לאחר מכן הוסף 9.5 גרם מתמיסת 0.2%F127. במכונת האולטרסאונד של הבדיקה, מהדקים היטב את הבקבוקון ללסת מעמד הרטרט, כך שיוכל לעמוד בתנודות שנוצרות על ידי סוניקציה. הכנס את בדיקת סגסוגת הטיטניום המוצקה המחוברת לסוניקטור התא.
התאם את הגובה והמיקום של הבקבוקון כדי להבטיח שהדפנות והתחתיות שלו לא נוגעים בבדיקה. סוניקציה של התערובת למשך עשר דקות במצב פעימה, עם דופק של שנייה אחת המתווך על ידי זמן עיכוב של שנייה אחת בהספק של 35%. הבקבוקון מתחמם מאוד בגלל החום שנוצר במהלך סוניקציה.
לכן, הניחו לו להתקרר לטמפרטורת החדר לפני שמורידים אותו מהמהדק. אחסן את הפיזור שנוצר בחלב בטמפרטורת החדר לפחות 24 שעות לפני שימוש נוסף. זאת על מנת להבטיח את יציבותו מפני הפרדה בשלבים.
לפני ואחרי השימוש בבדיקה יש לנקות אותה באצטון ולייבש במגבת נייר. לאחר מכן שטפו אותו במים טהורים במיוחד וייבשו אותו פעם נוספת. בשתי כוסות נפרדות, שוקלים ארבעה מיליגרם של CNTs אבקתיים בתפקוד הידרוקסי, ו-CNTs מתפקדים בקרבוקסיל, שניהם בצבע שחור.
הוסף 500 מיליליטר מים טהורים במיוחד לכל. בעזרת אולטרסאונד בדיקה, סוניקטור את התערובות למשך שתי דקות במצב דופק רציף בהספק של 40%. הריכוז המתקבל של פיזור ה-CNT מרובה הקירות הוא שמונה מיקרוגרם למיליליטר.
לדלל את תמיסת מלאי ה-CNT מרובת הקירות בכמויות מתאימות של מים טהורים במיוחד כדי להשיג פיזור CNT מרובה קירות במספר ריכוזים שונים. סוניקציה של פיזורים אלה כמו קודם. באופן דומה, פזרו שלושה מיליגרם של CNTs אבקתיים בעלי דופן אחת ב-500 מיליליטר של מים טהורים במיוחד כדי ליצור תמיסת מלאי פיזור CNT חד-דופן של שישה מיקרוגרם למיליליטר.
לדלל את תמיסת מלאי ה-CNT בעלת הדופן היחידה ולסוניקט כמו קודם כדי לקבל פיזור CNT חד-דופן בריכוזים שונים. שוקלים 500 מיליגרם של ה-DU המותך לתוך בקבוקון זכוכית. לאחר מכן, הוסף 9.5 מיליליטר מתוך שישה מיקרוגרם למיליליטר פיזור CNT חד-דופן לבקבוקון.
סוניקציה של תערובת CNT DU באמצעות אותם פרמטרים המשמשים ליצירת פיזור CNT טהור. עם הקירור לטמפרטורת החדר, חלקיקי השומן המיוצבים ב-CNT עם ננו-מבנה בהרכבה עצמית פנימית משומרים יהיו מוכנים. באופן דומה, הכינו את חלקיקי השומנים באמצעות פיזור CNT חד-דופן של 0.4 מיקרוגרם למיליליטר ו-0.2 מיקרוגרם למיליליטר
.סוניקציה של פיזור ה-CNT PT בהספק של 35% למשך זמן ארוך יותר של חמש עשרה דקות במצב דופק רציף. מצננים את הפיזורים לטמפרטורת החדר, ומשאירים אותם למשך 24 שעות לפני אפיונם. עקוב אחר יציבות הפיזור על ידי תצפית חזותית.
בדוק אם הפיזורים אינם יציבים, או אם נוצרו גושים בפיזור. צלם תמונות במרווחי זמן קבועים עם מצלמה דיגיטלית. לדוגמה, צלם תמונות של פיזור כל יום בשבוע הראשון.
ואז כל יומיים במשך שבוע. לאחר מכן פעם בשבוע במשך השבועיים הבאים, ולבסוף פעם בחודש לפי הדרישה. טכניקת פיזור הרנטגן בזווית קטנה משמשת לקביעת סוג הסריג של המבנה הבין-ננומטרי של חלקיקי השומנים המיוצבים.
מלאו את הדגימה בנימי קוורץ של מילימטר אחד, ואטמו אותה כראוי. לאחר מכן הנח את הנימים בשלב דגימה מבוקר טמפרטורה. פנה את תא הדגימה באמצעות משאבת ואקום.
הקלט את דפוסי הפיזור החד-ממדיים באמצעות גלאי רנטגן מיקרו-רצועות הנשלט על ידי תוכנה. לאחר השגת שלושה פרופילים עם זמן חשיפה של 300 שניות, שלב פרופילים אלה והמשך בניתוח כמתואר בפרוטוקול הטקסט. אינדקס את כל דפוסי העקיפה המתועדים עם קבוצת מרחב PN3M שבה ניתן להבחין בבירור בהשתקפויות אחד-אחד-אפס, אחד-אחד-אחד, שתיים-אפס-אפס, שתיים-אחת-אחת, שתיים-שתיים-אפס ושתיים-שתיים-אחת.
שלב מעוקב שומני צמיג מאוד מתפרק לחלקיקים באמצעות אולטרסאונד. CNTs מרובי קירות טהורים או פונקציונליים משמשים כמייצבים לייצור תחליב שמן ומים המציגים עקביות נוזלית. נדרש יחס CNT לשומנים אופטימלי כדי להשיג תחליבים הומוגניים ויציבים.
אמולסיות עם מעט מדי CNTs מכילות גושי שומנים. ואילו תחליבים עם עודף CNTs מכילים גושי שומנים CNT. דפוסי פיזור קרני רנטגן בזווית קטנה מאשרים כי הפאזה המעוקבת PN3M, המוצגת גם על ידי פיטנטריול שומני בתפזורת בעודפי מים, נשמרת באמולסיות מיוצבות F127, כמו גם בכל האמולסיות המיוצבות ב-CNT.
מחקרי פיזור אור סטטי מראים כי התפלגות הגודל של קובוזומים המיוצבים על ידי F127 ניתנת להשוואה להתפלגות הגודל של קובוזומים מיוצבים CNT, וגודל החלקיקים הממוצע נמצא בתחום התת-מיקרוני. רצועות ראשוניות אופייניות G ו-G, או CNTs שנצפו בספקטרום ראמאן, מראות הסטה כחולה עבור חלקיקי שומנים מיוצבים CNT. זה מדגים ציפוי אפשרי של CNTs על ידי מולקולות שומנים, כפי שמיוצג על ידי תרשים סכמטי זה.
לאחר צפייה בסקירה זו אתה אמור להיות בעל הבנה טובה כיצד להכין חלקיקים היברידיים של שומנים CNT כפי שהודגם בכמה שלבים פשוטים. חלקיקי שומן ננו-מובנים אלה ועל למידה של מולקולות תפקוד בתוך ההרכבה העצמית של השומנים, כמו גם על פני השטח של CNT, מה שסולל את הדרך לחקר ננו-מולקולות היברידיות בטיפולים משולבים נגד מחלות עיקריות.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
מחקר זה מציג שיטה להכנת חלקיקים היברידיים ננו-מבניים באמצעות ננו-צינוריות פחמן (CNTs) והרכבות עצמיות של ליפידים. הטכניקה מציעה פרוטוקול פשוט המייצב חלקיקי ליפידים בעזרת CNTs, דבר המאפשר יישומים ביו-רפואיים פוטנציאליים כגון הובלת תרופות.
שיטה זו מאפשרת הכנה של ננו-חלקיקים ליפידיים יציבים השומרים על מבנה ננוי קובי פנימי, תוך שימוש בריכוזים נמוכים של ננו-צינוריות פחמן כמייצבים. גישה זו מפחיתה את הרעילות של CNT באמצעות ציפוי ליפידי תוך שיפור התאימות הביולוגית, ובכך תומכת בפיתוח של נשאי ננו היברידיים לטיפול משולב. היא נותנת מענה לצרכים בשלבי הגילוי המוקדמים למערכות חלקיקיות ניתנות לשחזור ובקנה מידה רחב, בעלות ערך ניבוי בבדיקת פורמולציות.
השיטה מתאימה לשלב שבין הגילוי המוקדם לזיהוי מובילים (lead identification), ומספקת פלטפורמה חלקיקית יציבה לסריקת מולקולות בעלות פעילות ביולוגית בתוך ננו-מבנים ליפידיים או על פני שטח של CNT.