Preparazione facile di Internamente auto-assemblato Lipid particelle stabilizzati da nanotubi di carbonio

L'obiettivo generale di questo metodo è quello di preparare particelle ibride nanostrutturate utilizzando nanotubi di carbonio, o CNT, e autoassemblaggi lipidici. Questo metodo presenta una delle applicazioni intelligenti dei nanotubi di carbonio, in cui l'emulsione stabilizzata della nanostruttura di particelle lipidiche autoassemblate internamente. Il vantaggio principale di questa tecnica è che il protocollo è abbastanza semplice e combina le proprietà degli elementi sia dei CNT che delle nanostrutture lipidiche.

La stabilizzazione CNT produce un'emulsione di olio e acqua in cui le particelle hanno una dimensione di circa un micron o inferiore e il nucleo contiene una nanostruttura lipidica cubica bi-continua. A causa del rivestimento dei CNT con molecole lipidiche biocompatibili, si prevede che la loro tossicità sia bassa. Recenti studi hanno finora dimostrato che la funzionalizzazione riduce notevolmente gli effetti tossici e citotossici dei CNT, aumentando al contempo la biocompatibilità.

A dimostrare la procedura saranno Yogita Patil-Sen, un post-doc del mio laboratorio, e Amin Sadgehpour, un post-doc del laboratorio del professor Rappolt. Preparare una soluzione di tensioattivo allo 0,2% in acqua sciogliendo 200 milligrammi di tensioattivo in 100 millilitri di acqua ultrapura mescolando per 20-30 minuti. Aggiungere 500 milligrammi di Dimodan U, DU o Phytantriol fuso, o PT, in una fiala di vetro.

Quindi aggiungere 9,5 grammi della soluzione 0,2% F127. Sulla macchina per ultrasuoni a sonda, fissare saldamente la fiala alla ganascia del supporto della storta, in modo che possa resistere alle vibrazioni generate dalla sonicazione. Inserire la sonda in lega di titanio solido collegata al sonicatore di celle.

Regolare l'altezza e la posizione della fiala per assicurarsi che i lati e il fondo non tocchino la sonda. Sonicare la miscela per dieci minuti in modalità pulsata, con un impulso di un secondo mediato da un tempo di ritardo di un secondo al 35% di potenza. La fiala diventa molto calda a causa del calore generato durante la sonicazione.

Pertanto, lasciarlo raffreddare a temperatura ambiente prima di rimuoverlo dal morsetto. Conservare la dispersione formata dal latte a temperatura ambiente per almeno 24 ore prima di un ulteriore utilizzo. Questo per garantirne la stabilità contro la separazione graduale.

Prima e dopo l'uso della sonda, pulirla con acetone e asciugarla con un tovagliolo di carta. Quindi sciacquarlo con acqua ultrapura e asciugarlo ancora una volta. In due becher separati, pesare quattro milligrammi di CNT idrossi-funzionalizzati in polvere e CNT carbossilico-funzionalizzati, entrambi di colore nero.

Aggiungere 500 millilitri di acqua ultrapura in ogni bicchiere. Utilizzando un ultrasuonatore a sonda, sonicare le miscele per due minuti in modalità a impulsi continui al 40% di potenza. La concentrazione risultante della dispersione di CNT a parete multipla è di otto microgrammi per millilitro.

Diluire la soluzione madre di CNT a parete multipla con quantità appropriate di acqua ultrapura per ottenere dispersioni di CNT a parete multipla a diverse concentrazioni. Sonicare queste dispersioni come prima. Allo stesso modo, disperdere tre milligrammi di CNT in polvere a parete singola in 500 millilitri di acqua ultrapura per ottenere una soluzione madre di dispersione di CNT a parete singola da sei microgrammi per millilitro.

Diluire la soluzione madre di CNT a parete singola e sonicare come prima per ottenere dispersioni di CNT a parete singola di varie concentrazioni. Pesare 500 milligrammi di uranio impoverito fuso in un flaconcino di vetro. Quindi, aggiungere 9,5 millilitri di dispersione di CNT a parete singola da sei microgrammi per millilitro alla fiala.

Sonicare la miscela di uranio impoverito CNT utilizzando gli stessi parametri utilizzati per la produzione di dispersioni di CNT puro. Dopo il raffreddamento a temperatura ambiente, le particelle lipidiche stabilizzate con CNT con nanostruttura autoassemblata conservata internamente saranno pronte. In modo simile, preparare le particelle lipidiche utilizzando le dispersioni CNT a parete singola da 0,4 microgrammi per millilitro e 0,2 microgrammi per millilitro.

Sonicare le dispersioni CNT PT al 35% di potenza per un tempo più lungo di quindici minuti in modalità a impulsi continui. Raffreddare le dispersioni a temperatura ambiente, e lasciarle per 24 ore prima di caratterizzarle. Monitorare la stabilità delle dispersioni mediante osservazione visiva.

Controllare se le dispersioni sono destabilizzate o se si sono formati grumi nelle dispersioni. Scatta foto a intervalli regolari con una fotocamera digitale. Ad esempio, scatta foto delle dispersioni ogni giorno durante la prima settimana.

Poi a giorni alterni per una settimana. Seguito da una volta alla settimana per le due settimane successive e infine una volta al mese secondo le esigenze. La tecnica di diffusione dei raggi X a piccolo angolo viene utilizzata per determinare il tipo di reticolo dell'inter-nanostruttura delle particelle lipidiche stabilizzate.

Riempire il campione in un capillare di quarzo da un millimetro e sigillarlo correttamente. Quindi posizionare il capillare in un tavolino per campioni a temperatura controllata. Evacuare la camera del campione utilizzando una pompa a vuoto.

Registra i modelli di scattering 1D con un rivelatore di raggi X a microstriscia controllato da software. Dopo aver ottenuto tre profili con un tempo di esposizione di 300 secondi, integrare questi profili e procedere con l'analisi come descritto nel protocollo di testo. Indicizza tutti i modelli di diffrazione registrati con un gruppo spaziale PN3M in cui le riflessioni uno-uno-zero, uno-uno, due-zero-zero, due-uno-uno, due-due-zero e due-due-uno possono essere chiaramente notate.

La fase cubica lipidica altamente viscosa viene deframmentata in particelle mediante ultrasuoni. I CNT incontaminati a parete singola o funzionalizzati a parete multipla sono utilizzati come stabilizzanti per produrre emulsioni di olio e acqua con consistenza fluida. Per ottenere emulsioni omogenee e stabili è necessario un rapporto ottimale tra CNT e lipidi.

Le emulsioni con troppo pochi CNT contengono grumi lipidici. Mentre le emulsioni con eccesso di CNT contengono grumi lipidici di CNT. I pattern di diffusione dei raggi X a piccolo angolo confermano che la fase cubica PN3M, mostrata anche dal fitantriolo lipidico in eccesso di acqua, viene mantenuta nelle emulsioni stabilizzate F127, così come in tutte le emulsioni stabilizzate con CNT.

Studi statici di diffusione della luce dimostrano che la distribuzione dimensionale dei cubosomi stabilizzati da F127 è paragonabile alla distribuzione dimensionale dei cubosomi stabilizzati CNT e che la dimensione media delle particelle si trova nell'intervallo sub-micron. Le bande prime caratteristiche G e G, o CNT osservate negli spettri Raman, mostrano uno spostamento verso il blu per le particelle lipidiche stabilizzate con CNT. Ciò dimostra il possibile rivestimento dei CNT da parte di molecole lipidiche, come rappresentato da questo diagramma schematico.

Dopo aver visto questa recensione, dovresti avere una buona comprensione di come preparare le particelle ibride lipidiche CNT, come è stato dimostrato in pochi, semplici passaggi. Queste particelle lipidiche nanostrutturate e l'apprendimento delle molecole funzionali all'interno dell'autoassemblaggio lipidico, nonché sulla superficie CNT, apre la strada all'esplorazione di nano-molecole ibride in terapie combinate contro le principali malattie.