Name: Poli sensibile magnetico e termico ( N -isopropilacrilammide) per il rilascio controllato magneticamente attivato (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-07-04T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 39 s
Description: Scopri la preparazione di microgel magnetici e termosensibili con PNIPAAm per il rilascio controllato di farmaci antitumorali. Questo metodo consente l'incapsulamento di molecole idrofobiche come la curcumina.

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

Questo lavoro è stato sostenuto finanziariamente dal Ministero della Scienza e della Tecnologia di Taiwan (MOST 104-2221-E-131-010, MOST 105-2622-E-131-001-CC2) e parzialmente sostenuto dall&#39;Istituto di Scienze Atomiche e Molecolari, Academia Sinica.

1. Sintesi di Nanoparticelle Magnetiche, modificate in superficie, disperse nell&#39;acqua, Fe 3 O 4 e Fe 3 O 4 -NH 2 <ol><li> Aggiungere 14,02 g di FeCl3, 8,6 g di FeCl2 · 4H2O e 250 ml di acqua a un bicchiere da 500 ml. </li><li> Collegare il rotore e il regolatore per impostare agitazione meccanica. Mescolare la soluzione a 300 giri / min per 30 min a temperatura ambiente (RT). </li><li> Aggiungere 25 ml di idrossido di ammonio (33%) nella soluzione a RT e mantenerlo agitato (300 rpm) per 30 min. Tenere il bicchiere aperto. ATTENZIONE: L&#39;idrossido di ammonio può causare irritazione del naso se inalato. Questo passaggio deve essere eseguito all&#39;interno di una apposita cappa di fumo. </li><li> Per raccogliere gli ossidi di ferro magnetici (Fe 3 O 4 ), rimuovere l&#39;agitazione meccanica. Mettere un magnete sotto il bicchiere per raccogliere le particelle nere. <ol><li> Dopo che le nanoparticelle di Fe 3 O 4 sono interamente precipitate, rimuovete attentamente il surnatante. Non scuotere la bMentre si versa il surnatante per evitare la perdita di Fe 3 O 4 . </li><li> Rimuovere il magnete e aggiungere 50 ml di acqua fresca al bicchiere. </li><li> Agitare il bicchiere per ri-disperdere il Fe 3 O 4 . Ripetere i passaggi da 1.4 a 1.4.2 tre volte per purificare la Fe 3 O 4 . </li></ol></li><li> Dopo l&#39;ultimo lavaggio, trasferire tutti i Fe 3 O 4 (10 g) in una bottiglia di vetro da 100 ml. Aggiungere acqua fino a quando il volume della soluzione totale è di 100 mL. Agitare energicamente la bottiglia di vetro fino a quando non sono visibili grumi. NOTA: il protocollo può essere interrotto qui. Le nanoparticelle Fe 3 O 4 sono preparate. </li><li> Modificare il Fe 3 O 4 con aminosilano (Fe 3 O 4 -NH 2 ). <ol><li> Prendi la soluzione da 100 ml dalla fase 1.5 e trasferisca in un becher da 1000 ml. Aggiungere 10 ml di soluzione di ammoniaca, 90 ml di acqua e 900 ml di etanolo nel bicchiere. </li><li> Utilizzare una barra magnetica per mescolare la soluzione300 giri / min. Aggiungere 500 μl di (3-ammopropil) trietossisilano (APTES) a goccia a goccia a temperatura ambiente e mescolare per altri 12 h. </li></ol></li><li> Purificare e raccogliere il Fe 3 O 4 -NH 2 come descritto nella sezione 1.4. </li><li> Ripartire 1 g di Fe 3 O 4 -NH 2 (dal punto 1.7) in una bottiglia di vetro da 20 ml con 20 ml di acqua. NOTA: il protocollo può essere interrotto qui. Le nanoparticelle Fe 3 O 4 -NH 2 sono preparate. </li></ol> 2. Sintesi dei microgelli ibridi organici inorganici mediante emulsione termoindicata <ol><li> Preparazione della soluzione 1-1 e 1-2 . <ol><li> Per la soluzione 1-1, aggiungere 0,25 g di PNIPAAm, 5 ml di soluzione Fe 3 O 4 (dal punto 1,5) e 0,2 g di PEI in una bottiglia di vetro da 50 ml. Aggiungere 20 ml di acqua e utilizzare una barra magnetica per mescolare a 300 giri / min per 30 min. </li><li> Per la soluzione 1-2, ripetere la fase 2.1.1, ma sostituire Fe 3 O 4 come Fe3 O 4 -NH 2 (dal punto 1.8). </li></ol></li><li> Per preparare la soluzione 2 , aggiungere 0,8 g di PEI e 18,2 ml di acqua a una bottiglia di vetro da 50 ml. Usare un bagno d&#39;acqua per riscaldare la soluzione a 70 ° C per 30 minuti. Preparare una seconda bottiglia di Soluzione 2 . </li><li> Preparazione di PNIPAAm / Fe 3 O 4 . <ol><li> Utilizzare un disgregatore di cellule ad ultrasuoni per sonicare (50 w), una barra magnetica per mescolare (300 giri / min) e un bagno d&#39;acqua per riscaldare la soluzione 2 (70 ° C). </li><li> Aggiungere la soluzione 1-1 alla soluzione riscaldata 2 facendo uso di una siringa da 3 ml a una velocità di 1 mL / min. </li><li> Continuare la sonicazione, l&#39;agitazione e il riscaldamento a 70 ° C per 30 min. </li><li> Raffreddare la soluzione a RT. Rimuovere la soluzione dal disgregatore cellulare e dal bagno d&#39;acqua. </li><li> Raccogli i microgeli mettendo il magnete vicino alla bottiglia di vetro. </li><li> Rimuovere il surnatante afI microgeli sono precipitati al fondo della bottiglia di vetro. </li><li> Aggiungere un altro 25 ml di acqua alla bottiglia di vetro e ri-disperdere i microgeli vorticando. Questa soluzione è PNIPAAm / Fe 3 O 4 . NOTA: il protocollo può essere interrotto qui. </li></ol></li><li> Preparazione di PNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2 . <ol><li> Utilizzare un disgregatore di cellule ad ultrasuoni per sonicare (50 w), una barra magnetica per mescolare (300 giri / min) e un bagno d&#39;acqua per riscaldare la soluzione 2 (70 ° C). </li><li> Aggiungere la soluzione 1-2 alla soluzione riscaldata 2 in goccia utilizzando una siringa da 3 ml a una velocità di 1 mL / min. </li><li> Continuare la sonicazione, l&#39;agitazione e il riscaldamento a 70 ° C per 30 min. </li><li> Raffreddare la soluzione a RT. Rimuovere la soluzione dal disgregatore cellulare e dal bagno d&#39;acqua. </li><li> Raccogli i microgeli mettendo il magnete vicino alla bottiglia di vetro. </li><li> Una volta che i microgeli precipitano, rimuovonoIl supernatante. </li><li> Aggiungere un altro 25 ml di acqua alla bottiglia di vetro e ri-disperdere i microgeli vorticando. Questa soluzione è PNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2 . NOTA: il protocollo può essere interrotto qui. </li></ol></li></ol> 3. Preparazione di microgeli caricati da curcum (Cur-PNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2 ) NOTA: Questi passaggi devono essere eseguiti al buio. <ol><li> Aggiungere 100 mg di Cur e 20 mL di etanolo a una bottiglia di vetro da 20 mL. </li><li> Prendere 2 ml della soluzione Cur e trasferire alla soluzione PNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2 (punto 2.4.7). Mescolare a 400 rpm e RT per una notte. </li><li> Dopo agitazione a 400 rpm e RT per una notte, utilizzare il magnete per raccogliere PNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2 come descritto nei passaggi 2.4.5 e 2.4.6. </li><li> Aggiungere un altro 25 ml di acqua alla bottiglia di vetro e ri-disperdere i microgeli vorticando. Questa soluzione è C<html> Ur-PNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2 . </li></ol> 4. Release rilasciata magneticamente <ol><li> Trasferire 10 ml della soluzione Cur-PNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2 e aggiungere 2 mL di acqua a un tubo di centrifugazione da 15 mL. </li><li> Posizionare il tubo di centrifugazione al centro della bobina per applicare l&#39;HFMF 20 . Applicare HFMF a 15 KHz per 20 minuti. </li><li> Togliere 0,5 ml della soluzione HFMF e sostituire con 0,5 ml di acqua freschi ogni 2 minuti durante l&#39;applicazione dell&#39;HFMF. </li><li> Trasferire la soluzione ritirata alla cuvetta da 1 ml. </li><li> Misurare l&#39;assorbimento della soluzione ritirata da UV / Vis a 482 nm 21 . </li><li> Determinare la concentrazione dei farmaci liberati utilizzando il rapporto di assorbimento e concentrazione da una curva standard di calibrazione 22 . NOTA: La relazione di calibrazione standard è: <html> S / ftp_upload / 55648 / 55648eq1.jpg &quot;/&gt; Dove il coefficiente di correlazione è 0.9993. </li></ol> 5. Caratterizzazione dei microgeli magnetici <ol><li> Analizzatore termogravimetrico (TGA) 23 . <ol><li> Misura la perdita di peso di PNIPAAm / Fe 3 O 4 e PNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2 contro la temperatura in atmosfera d&#39;aria da TGA. <ol><li> Scaldare il campione da RT a 100 ° C e mantenere a questa temperatura per 10 minuti per eliminare l&#39;umidità. Riscaldare il campione da 100 ° C a 800 ° C ad una velocità di 10 ° C / min. Pesare i campioni. </li><li> Progettare la perdita di peso rispetto alla temperatura di PNIPAAm / Fe 3 O 4 e PNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2 . NOTA: Il peso residuo è Fe 3 O 4 o Fe 3 O 4 -NH 2 , mentre il peso perduto è PNIPAAm. </li></ol></li></ol></li><li> FT-IR&quot;&gt; 24. <ol><li> Asciugare 10 mg di campione con 1 g di KBr a 100 ° C per una notte. </li><li> Premere la miscela dalla fase 5.2.1 in pellet come descritto nei passaggi seguenti (5.2.2.1 - 5.2.2.5): <ol><li> Frantumare i materiali dal punto 5.2.1 in una polvere fine utilizzando un mortaio e un pestello. </li><li> Posizionare l&#39;apparecchio assemblato (mortaio e pestello) nella pressa di pellet. Allineare l&#39;apparecchio nella metà esatta della pressa. </li><li> Pompa la pressa fino a raggiungere una pressione di 20.000 psi. Lasciate che il pellet sieda a quella pressione per 5 minuti. ATTENZIONE: Allineare l&#39;apparecchio nella metà esatta della stampa, altrimenti il ​​campione si disperderà dalla malta e causerà lesioni all&#39;esposizione. </li><li> Rimuovere la tazza contenente il pellet e il pistone dalla pressa. </li><li> Girare a testa in giù e pompare il pistone per forzare il pellet fuori. </li></ol></li><li> Registrare gli spettri di assorbimento FT-IR di campioni da FT-IR a frequenze che vanno da 400 a 4.000 cm -1 </Sup&gt; con risoluzione di 4 cm -1 24 . </li></ol></li><li> Osservazioni della morfologia di TEM 25 . <ol><li> Far cadere la soluzione di campione su una griglia di rame rivestita con una collodione e poi asciugare a RT o in un forno a 70 ° C durante la notte. </li><li> Prendere le immagini TEM. NOTA: forti travi elettroni possono danneggiare i campioni. Pertanto, le immagini TEM devono essere prese il più velocemente possibile. </li></ol></li><li> Capacità di dispersione acquosa di polimeri e microgeli. <ol><li> Per preparare la soluzione PNIPAAm aggiungere 7 mg di PNIPAAm e 7 ml di acqua a una bottiglia di vetro da 7 ml. Utilizzare un vortice per mescolare la soluzione fino a quando non ci sono aggregati. </li><li> Per preparare la soluzione PNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2 , trasferire 0,7 ml di soluzione PNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2 (punto 2.4.7) in una bottiglia di vetro da 7 ml e aggiungere 6.3 ml di acqua. Utilizzare un vortice per mescolare la soluzione fino a quando non ci sarà precipitazione. </li><li> Preparare Cur-PNIPAAM / Fe 3 O 4 -NH 2 , trasferire 0,7 ml di soluzione Cur-PNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2 (fase 3.4) in una bottiglia di vetro da 7 ml e aggiungere 6.3 ml di acqua. Utilizzare un vortice per mescolare la soluzione fino a quando non ci sarà precipitazione. </li><li> Scattare una foto delle soluzioni (passaggi 5.4.1 - 5.4.3) utilizzando una fotocamera digitale. </li><li> Mettere le soluzioni in un forno e impostare la temperatura a 70 ° C. Attendere 2 h fino all&#39;equilibrio. </li><li> Prendi un&#39;altra foto delle soluzioni. Per mantenere la temperatura, scattare la foto entro un minuto. Evitare di scuotere la bottiglia di vetro poiché questo può ri-disperdere le precipitazioni. </li></ol></li><li> Per la raccolta magnetica di microgeli, posizionare il magnete forte vicino alla soluzione Cur-PNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2 (punto 5.4.3). Attendere che i microgeli siano completamente raccolti, quindi scattare una foto. <ol><li> Rimuovere il magnete e vortex la soluzione di microgelo fino a completo dispersione. Prendi un&#39;altra foto. &lt;/ Li&gt; </ol></li></ol>

<ol><li>Hennink, W. E., van Nostrum, C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+crosslinking+methods+to+design+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Drug+Deliv+Rev%22%5BJournal%5D)">Novel crosslinking methods to design hydrogels.</a> Adv Drug Deliv Rev. 64, 223-236 (2012).</li>
<li>Ma, L., Liu, M., Liu, H., Chen, J., Cui, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+cytotoxicity+and+drug+release+properties+of+pH-+and+temperature-sensitive+core-shell+hydrogel+microspheres%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Pharm%22%5BJournal%5D)">In vitro cytotoxicity and drug release properties of pH- and temperature-sensitive core-shell hydrogel microspheres.</a> Int J Pharm. 385 (1-2), 86-91 (2010).</li>
<li>Dong, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Incorporation+of+Gold+Nanoparticles+Within+Thermoresponsive+Microgel+Particles%3A+Effect+of+Crosslinking+Density%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nanosci+Nanotechnol%22%5BJournal%5D)">Incorporation of Gold Nanoparticles Within Thermoresponsive Microgel Particles: Effect of Crosslinking Density.</a> J Nanosci Nanotechnol. 8 (12), 6283-6289 (2008).</li>
<li>Sun, G., Zhang, X. Z., Chu, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+the+molecular+weight+of+polyethylene+glycol+%28PEG%29+on+the+properties+of+chitosan-PEG-poly%28N-isopropylacrylamide%29+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mater+Sci+Mater+Med%22%5BJournal%5D)">Effect of the molecular weight of polyethylene glycol (PEG) on the properties of chitosan-PEG-poly(N-isopropylacrylamide) hydrogels.</a> J Mater Sci Mater Med. 19 (8), 2865-2872 (2008).</li>
<li>Sun, Y. -M., Yu, C. -W., Liang, H. -C., Chen, J. -P. <a target="_blank" href="http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/01932699908943827">Temperature-Sensitive Latex Particles for Immobilization of α-Amylase.</a> Journal of Dispersion Science and Technology. 20 (3), 907-920 (1999).</li>
<li>Chiang, P. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermosensitive+hydrogel+from+oligopeptide-containing+amphiphilic+block+copolymer%3A+effect+of+peptide+functional+group+on+self-assembly+and+gelation+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Thermosensitive hydrogel from oligopeptide-containing amphiphilic block copolymer: effect of peptide functional group on self-assembly and gelation behavior.</a> Langmuir. 29 (51), 15981-15991 (2013).</li>
<li>Okuzaki, H., Kobayashi, K., Yan, H. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/231706039_Thermo-Responsive_Nanofiber_Mats">Thermo-Responsive Nanofiber Mats.</a> Macromolecules. 42 (16), 5916-5918 (2009).</li>
<li>Singh, N. K., Lee, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+situ+gelling+pH-+and+temperature-sensitive+biodegradable+block+copolymer+hydrogels+for+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22J+Control+Release%22%5BJournal%5D)">In situ gelling pH- and temperature-sensitive biodegradable block copolymer hydrogels for drug delivery.</a> J Control Release. 193, 214-227 (2014).</li>
<li>Strehin, I., Nahas, Z., Arora, K., Nguyen, T., Elisseeff, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+versatile+pH+sensitive+chondroitin+sulfate-PEG+tissue+adhesive+and+hydrogel%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">A versatile pH sensitive chondroitin sulfate-PEG tissue adhesive and hydrogel.</a> Biomaterials. 31 (10), 2788-2797 (2010).</li>
<li>Gil, E., Hudson, S. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/216267753_Stimuli-Reponsive_Polymers_and_Their_Bioconjugates">Stimuli-reponsive polymers and their bioconjugates.</a> Prog Polym Sci. 29 (12), 1173-1222 (2004).</li>
<li>Hubbell, J. A. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/016836599500162X">Hydrogel systems for barriers and local drug delivery in the control of wound healing.</a> J Control Release. 39 (2-3), 305-313 (1996).</li>
<li>Rapoport, N. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079670007000640">Physical stimuli-responsive polymeric micelles for anti-cancer drug delivery.</a> Prog Polym Sci. 32 (8-9), 962-990 (2007).</li>
<li>Heskins, M., Guillet, J. E. <a target="_blank" href="http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/10601326808051910">Solution Properties of Poly(N-isopropylacrylamide).</a> J Polym Sci A Polym Chem. 2 (8-9), 1441-1455 (1968).</li>
<li>Chuang, C. -Y., Don, T. -M., Chiu, W. -Y. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/pola.23369/abstract">Synthesis and properties of chitosan-based thermo- and pH-responsive nanoparticles and application in drug release.</a> J Polym Sci A Polym Chem. 47 (11), 2798-2810 (2009).</li>
<li>Lee, C. -F., Lin, C. -C., Chiu, W. -Y. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/pola.22887/abstract">Thermosensitive and control release behavior of poly (N-isopropylacrylamide-co-acrylic acid) latex particles.</a> J Polym Sci A Polym Chem. 46 (17), 5734-5741 (2008).</li>
<li>Lee, C. -F., Wen, C. -J., Lin, C. -L., Chiu, W. -Y. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/pola.20085/abstract">Morphology and temperature responsiveness-swelling relationship of poly(N-isopropylamide-chitosan) copolymers and their application to drug release.</a> J Polym Sci A Polym Chem. 42 (12), 3029-3037 (2004).</li>
<li>Lin, C. L., Chiu, W. Y., Lee, C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+thermoresponsive+core-shell+copolymer+latex+with+potential+use+in+drug+targeting%5BTitle%5D)+AND+%22J+Colloid+Interface+Sci%22%5BJournal%5D)">Preparation of thermoresponsive core-shell copolymer latex with potential use in drug targeting.</a> J Colloid Interface Sci. 290 (2), 397-405 (2005).</li>
<li>Ma, T., et al. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s00396-016-3880-0">A novel method to in situ synthesis of magnetic poly(N-isopropylacrylamide-co-acrylic acid) nanogels.</a> Colloid Polym Sci. 294 (8), 1251-1257 (2016).</li>
<li>Du, G. H., Liu, Z. L., Xia, X., Chu, Q., Zhang, S. M. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s10971-006-7780-5">Characterization and application of Fe3O4/SiO2 nanocomposites.</a> Journal of Sol-Gel Science and Technology. 39 (3), 285-291 (2006).</li>
<li>Moroz, P., Jones, S. K., Gray, B. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetically+mediated+hyperthermia%3A+current+status+and+future+directions%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Hyperthermia%22%5BJournal%5D)">Magnetically mediated hyperthermia: current status and future directions.</a> International Journal of Hyperthermia. 18 (4), 267-284 (2002).</li>
<li>Silva-Buzanello, R. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Validation+of+an+Ultraviolet-visible+%28UV-Vis%29+technique+for+the+quantitative+determination+of+curcumin+in+poly%28l-lactic+acid%29+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Validation of an Ultraviolet-visible (UV-Vis) technique for the quantitative determination of curcumin in poly(l-lactic acid) nanoparticles.</a> Food Chemistry. 172, 99-104 (2015).</li>
<li>Kim, H. J., Jang, Y. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+analysis+of+curcumin+in+turmeric+by+DART-MS%5BTitle%5D)+AND+%22Phytochemical+Analysis%22%5BJournal%5D)">Direct analysis of curcumin in turmeric by DART-MS.</a> Phytochemical Analysis. 20 (5), 372-377 (2009).</li>
<li>Horowitz, H. H., Metzger, G. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ac60203a013">A new analysis of thermogravimetric traces.</a> Analytical Chemistry. 35 (10), 1464-1468 (1963).</li>
<li>Smith, B. C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSmith%2C+BC+%22Fourier+transform+infrared+spectroscopy%22">Fourier transform infrared spectroscopy</a>. , CRC. Boca Raton, FL. (1996).</li>
<li>Williams, D. B., Carter, C. B. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWilliams%2C+DB+%22Transmission+Electron+Microscopy%3A+A+Textbook+for+Materials+Science%22">Transmission Electron Microscopy: A Textbook for Materials Science</a>. , Springer. 3-17 (1996).</li>
<li>Xie, Y., Sougrat, R., Nunes, S. P. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/app.41368/abstract">Synthesis and characterization of polystyrene coated iron oxide nanoparticles and asymmetric assemblies by phase inversion.</a> Journal of Applied Polymer Science. 132 (5), (2015).</li>
</ol>

Gli autori non hanno nulla da divulgare.

Le fasi più importanti della preparazione sono nella sezione del protocollo 2, per la sintesi dei microgeli magnetici mediante emulsione termoindurata. Come mostrato in Figura 2 (immagini TEM), la struttura sferica dei microgeli potrebbe essere mantenuta a RT (inferiore al LCST) a causa del fisico reticolazione derivante dalla forte legame H tra PNIPAAm (gruppi amidici), PEI (gruppi amminici) E Fe 3 O 4 -NH 2 (gruppi amminici). Sulla base del confronto in <s...

Gli idrogeli sono reti polimeriche tridimensionali (3D) che non possono dissolversi ma possono gonfiarsi in soluzioni acquose 1 . Le reti polimeriche hanno domini idrofili (che possono essere idratati per fornire la struttura idrogelica) e una conformazione incrociata (che può impedire il crollo della rete). Sono stati studiati diversi metodi per la preparazione di idrogeli, come la polimerizzazione in emulsione, la copolimerizzazione anionica, il reticolazione delle catene polimeriche vicine e la polimerizzazione a micro-emulsione inversa 2 . I reticolazione fisica e chimica vengono introdotti attraverso questi metodi per ottenere idrogel strutturalmente stabili 1 , 3 . Il reticolazione chimica richiede normalmente la partecipazione dell&#39;agente di reticolazione, che collega la spina dorsale o la catena laterale dei polimeri. Rispetto al reticolazione chimico, la reticolazione fisica è una scelta migliore per fabr<html> Idrogelici a causa dell&#39;eliminazione di un agente reticolante, poiché questi agenti sono spesso tossici per applicazioni pratiche 4 . Sono stati studiati diversi approcci per la sintesi di idrogeli fisicamente reticolati, come il reticolazione con interazione ionica, la cristallizzazione, il legame tra blocchi anfifilici o l&#39;innesto sulle catene polimeriche e l&#39;idrogeno 4 , 5 , 6 , 7 . Polimeri sensibili alla stimolazione, che possono subire variazioni di proprietà conformazionali, chimiche o fisiche in risposta a diverse condizioni ambientali (temperatura, pH, luce, resistenza ionica e campo magnetico), hanno recentemente attirato l&#39;attenzione come piattaforma potenziale per sistemi di rilascio controllato , La consegna di farmaci e la terapia anti-cancro 8 , 9 ,Xref &quot;&gt; 10 , 11 , 12. I ricercatori stanno concentrando su polimeri termo-sensibili dove la temperatura intrinseca può essere controllata facilmente. PNIPAAm è un polimero termico sensibile, che contiene entrambi gruppi amidici idrofili e gruppi isopropilici idrofobici e ha una temperatura di soluzione più bassa critica (LCST) 13. L&#39;idrogeno tra i gruppi amidici e le molecole d&#39;acqua fornisce la dispersione di PNIPAAm in soluzione acquosa a basse temperature (al di sotto del LCST), mentre l&#39;idrogeno-legame tra catene polimeriche avviene ad alte temperature (sopra il LCST) Per questa proprietà unica, sono state pubblicate numerose relazioni per la preparazione di idrogeli auto-assemblati a temperatura scatenata, regolando il rapporto idrofobico e idrofilo della lunghezza della catena polimerica, come la copolimerizzazione, l&#39;innesto o il collettore laterale, Modifica catena per farmaciaLe piattaforme calcolatrici 14 , 15 , 16 , 17 . Materiali magnetici come il ferro, il cobalto e il nichel hanno anche ricevuto un&#39;attenzione maggiore negli ultimi decenni per le applicazioni biochimiche 18 . Tra questi candidati, l&#39;ossido di ferro è il più diffuso a causa della sua stabilità e della bassa tossicità. Gli ossidi di ferro di dimensioni nano rispondono istantaneamente al campo magnetico e si comportano come atomi superparamagnetici. Tuttavia, tali piccole particelle possono facilmente aggregarsi; Questo riduce l&#39;energia di superficie e quindi perde la loro dispersione. Al fine di migliorare la dispersione dell&#39;acqua, l&#39;innesto o il rivestimento per proteggere lo strato vengono comunemente applicati non solo per separare ogni singola particella per la stabilità ma anche per funzionalizzare ulteriormente il sito di reazione 19 . Qui abbiamo costruito micro magnetico basato su PNIPAAmGel per servire come portatori di droga per sistemi di rilascio controllato. Il processo di sintesi è descritto e mostrato in Figura 1 . Invece di complicata copolimerizzazione e di reticolazione chimica, è stata impiegata la nuova emulsione indotta dalla temperatura di PNIPAAm seguita da reticolazione fisica per ottenere microgeli senza tensioattivi aggiuntivi o agenti reticolanti. Questo ha semplificato la sintesi e impedito la tossicità indesiderata. All&#39;interno di un simile protocollo di preparazione semplice, i microgeli as sintetizzati hanno offerto dispersione idrica per entrambe le nanoparticelle di ossido di ferro magnetico e la droga idrofoba, anticancro, la curcumina. FT-IR, TEM e immagini hanno fornito prove di dispersione e incapsulamento. A causa del Fe 3 O 4 -NH 2 incorporato, i microgeli magnetici hanno mostrato potenzialità per essere utilizzati come micro-dispositivi per il rilascio controllato in HFMF.

<table><tbody><tr><td>Poli(N-isopropilacrilammide)</td><td>Polyscience, Inc</td><td>21458-10</td><td>Mw ~40.000</td></tr><tr><td>(3-amminopropil)trimetossisilano</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>440140</td><td>> 99</td></tr>% <tr><td>cloruro di ferro (II) tetraidrato</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>44939</td><td>99%</td></tr> <tr><td>cloruro di ferro (III)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>157740</td><td>97%</td></tr> <tr><td>curcumina</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td>00280590</tr><tr><td>Idrossido di ammoniaca</td><td>Fisher Chemical</td><td>A/3240/PB15</td><td>35%</td></tr> Soluzione <tr><td>salina tamponata con fosfato</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>806552</td><td>pH 7,4, liquido, polietilenimmina (PEI) filtrata sterileSigma-Aldrich</td></tr> <tr><td></td><td></td><td>P3143</td><td>50 % (p/v) in acqua</td></tr><tr><td>Campo magnetico ad alta frequenza (HFMF)</td><td>Lantech Industrial Co., Ltd., Taiwan</td><td>LT-15-80</td><td>15 kV, 50&ndash; </td></tr><tr><td>Spettrofotometria ultravioletto-visibile</td> a 100 kHz <td>Thermo Scientific Co.</td><td>Genesys</td><td></td></tr><tr><td>Microscopia elettronica a trasmissione (TEM)</td><td>JEM-2100</td><td>JEOL</td><td></td></tr><tr><td>Spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier (FTIR)</td><td>PerkinElmer</td><td>Spectrum 100</td><td></td></tr><tr><td>Analizzatore termogravimetrico</td><td>PerkinElmer</td><td>Pyris 1</td><td></td></tr><tr><td>Disgregatore cellulare ad ultrasuoni</td><td>Hielscher Ultrasonics</td><td>UP50H</td><td></td></tr></tbody></table>

poli sensibile magnetico e termico (<em&gt; n</em&gt; -isopropilacrilammide) per il rilascio controllato magneticamente attivato

Magnetic and Thermal-sensitive Poly(N-isopropylacrylamide)-based Microgels for Magnetically Triggered Controlled Release

I microgeli poli ( N- isopropilacrilammide) (PNIPAAm) / Fe 3 O 4- NH 2 microelettrici magnetici e termici sensibili sono stati progettati e fabbricati per il rilascio magneticamente attivato. Microgeli magnetici a base PNIPAAm con struttura sferica sono stati prodotti mediante un&#39;emulsione indotta dalla temperatura seguita da reticolazione fisica mescolando le nanoparticelle magnetiche PNIPAAm, polyethylenimine (PEI) e Fe 3 O 4 -NH 2 . A causa della loro dispersione, le nanoparticelle Fe 3 O 4 -NH 2 sono state incorporate all&#39;interno della matrice polimerica. I gruppi amminici esposti sulla superficie di Fe 3 O 4 -NH 2 e PEI hanno sostenuto la struttura sferica fisicamente reticolata con i gruppi amidici del PNIPAAm. Il curcum idrofobico anti-cancro del farmaco può essere disperso in acqua dopo l&#39;incapsulamento nei microgeli. I microgeli sono stati caratterizzatiMediante microscopia elettronica di trasmissione (TEM), spettroscopia a infrarossi a trasformazione di Fourier (FT-IR) e analisi spettrale UV-Vis. Inoltre, la liberazione magnetica è stata studiata sotto un campo magnetico esterno ad alta frequenza (HFMF). Una significativa &quot;rilascio di scoppio&quot; della curcumina è stata osservata dopo l&#39;applicazione del HFMF ai microgeli a causa dell&#39;effetto induttivo di riscaldamento magnetico (ipertermia). Questo manoscritto descrive il rilascio controllato magneticamente attivato da Curcumin incapsulato Cur-PNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2 , potenzialmente applicabile alla terapia tumorale.

Lo schema per la sintesi di microgeli di PNIPAAm / PEI / Fe 3 O 4 -NH 2 è mostrato in Figura 1 . TGA è stato applicato per stimare la relativa composizione del composto organico contro l&#39;intero microgel. Poiché solo il composto organico PNIPAAm potrebbe essere bruciato, è stata determinata la relativa composizione di PNIPAAm e Fe 3 O 4 (o Fe 3 O 4 -NH 2 ) ed è mostrat...

Questo manoscritto descrive la preparazione di microgeli magnetici e sensibili alla temperatura attraverso un&#39;emulsione indotta dalla temperatura senza reazione chimica. Questi microgeli sensibili sono stati sintetizzati mescolando le nanoparticelle di poli ( N- isopropilacrilammide) (PNIPAAm), polietileniminina (PEI) e Fe 3 O 4 -NH 2 per il potenziale utilizzo in liberazione a rilascio di sostanze magnetiche e termiche.

Poli sensibile magnetico e termico (<em&gt; N</em&gt; -isopropilacrilammide) per il rilascio controllato magneticamente attivato

Magnetically and thermally sensitive poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm)/Fe3O4-NH2 microgels with the encapsulated anti-cancer drug curcumin (Cur) were ...

L'obiettivo generale di questa procedura è studiare il comportamento di idrogeli sensibili magneticamente e termicamente caricati con curcumina, prima e durante il rilascio di curcumina attivato magneticamente. Questo metodo può contribuire a rispondere a domande fondamentali nel campo dei farmaci antitumorali riguardo all'incapsulamento di farmaci antitumorali idrofobi come la curcumina per il rilascio localizzato sulle cellule tumorali. Il vantaggio principale di questa tecnica consiste nell'incapsulamento di farmaci antitumorali idrofobi mediante un'interazione fisica di reticolazione sferica indotta termicamente tra polietilenimina-PNIPAAm e nanoparticelle magnetiche, che consente un rilascio mirato mediante campi magnetici ad alta frequenza.Sebbene questo metodo possa fornire informazioni sulle autoassemblaggi indotti termicamente del PNIPAAm, può essere applicato anche ad altre sostanze come emulsioni, polimerizzazioni o preparazioni di nanoparticelle. Per iniziare la procedura, aggiungere in un vial di vetro 0,2 grammi di PEI, 0,25 grammi di poliNIPAM, cinque millilitri di nanoparticelle di ossido di ferro 2 3 al 9,1 percento in peso disperse in acqua e 20 millilitri di acqua deionizzata. Utilizzando le stesse condizioni di agitazione, mescolare in un altro vial 0,2 grammi di PEI, 0,25 grammi di poliNIPAM, cinque millilitri di nanoparticelle di ossido di ferro 2 3 funzionalizzate con aminosilano al 4,76 percento in peso disperse in acqua e 20 millilitri di acqua deionizzata.Successivamente, preparare due lotti di 0,8 grammi di PEI e 18,2 millilitri di acqua deionizzata. Riscaldare entrambe le soluzioni a 70 gradi Celsius, in un bagno termico, per 30 minuti, sotto agitazione. Poi, continuando ad agitare nel bagno termico, iniziare a sottoporre a sonica un lotto, utilizzando un sonicator a sonda da 50 watt.Utilizzando una siringa da tre millilitri, aggiungere questo lotto alla sospensione di poliNIPAM e ossido di ferro goccia a goccia, a una velocità di un millilitro al minuto. L'aggiunta deve essere il più lenta possibile per mantenere al minimo il reticolaggio fisico. In caso contrario, si otterrà un microgel magnetico di grandi dimensioni, difficile da disperdere in acqua.Continuare a sottoporre la sospensione a sonificazione e agitazione a 70 gradi Celsius per 30 minuti. Successivamente, lasciare raffreddare la sospensione a temperatura ambiente. Spegnere il sonicator e rimuovere la sospensione dal bagno termico.Rimuovere la barretta magnetica dalla sospensione. Posizionare un magnete accanto al vial e attendere che i microgel magnetici di poliNIPAM e ossido di ferro si accumulino sul fondo del vial. Successivamente, rimuovere il soprannatante e aggiungere 25 millilitri di acqua deionizzata ai microgel.Rimuovere il magnete e vortexare la miscela per ottenere una dispersione di microgel di poliNIPAM contenenti ossido di ferro in acqua. Ripetere questo processo con la sospensione di ossido di ferro funzionalizzato con aminosilano poliNIPAM e il secondo lotto della soluzione di PEI, per produrre la corrispondente dispersione di microgel funzionalizzati. In un vial avvolto con carta d'alluminio, sciogliere 100 milligrammi di curcumina e 20 millilitri di etanolo di grado HPLC.Aggiungere due millilitri della soluzione alla dispersione di ossido di ferro funzionalizzato con aminosilano polyNIPAM. Mescolare la miscela a 400 giri al minuto, durante la notte a temperatura ambiente. Successivamente, rimuovere la barretta magnetica.Posizionare un magnete accanto alla provetta e attendere che i microgel caricati con curcumina si accumulino sul fondo della provetta. Sostituire il soprannatante con 25 millilitri di acqua deionizzata e disperdere i microgel mediante vortex. Successivamente, per testare il rilascio di curcumina attivato magneticamente, trasferire prima 10 millilitri della dispersione di microgel caricati con curcumina in una provetta conica da centrifuga da 15 millilitri.Aggiungere due millilitri di acqua deionizzata nel tubo e vortexare per ri-disperdere i microgel. Posizionare il tubo al centro della bobina di un campo magnetico ad alta frequenza. Applicare il campo magnetico a 15 kilohertz per 20 minuti.Ogni due minuti, trasferire 0,5 millilitri dello strato superiore della dispersione in una cuvetta da un millilitro. Sostituire ogni aliquota con 0,5 millilitri di acqua deionizzata. Utilizzare un termometro per mescolare l'acqua nella dispersione e per misurare la temperatura della dispersione.Misurare l'assorbanza di ogni aliquota a 482 nanometri. Calcolare la concentrazione di curcumina rilasciata in ogni aliquota a partire da una curva di calibrazione standard. I microgel organici-inorganici sono stati preparati da poliNIPAM e nanoparticelle di ossido di ferro due tre.È stato riscontrato che i microgel preparati con particelle di ossido di ferro funzionalizzate con 3-aminopropiltriethilossisilano presentavano una composizione relativa di ossido di ferro molto inferiore rispetto alle particelle non funzionalizzate, suggerendo che le particelle funzionalizzate avevano reticolato una quantità maggiore di poliNIPAM rispetto alle particelle non funzionalizzate. I microgel funzionalizzati con aminosilano e caricati con curcumina hanno mostrato un aumento dell'isolamento rispetto ai microgel precursori, indicando che la curcumina idrofobica era almeno in parte presente sulle superfici dei microgel. L'incapsulamento della curcumina è stato confermato dall'apparizione di picchi di assorbimento caratteristici nello spettro FTIR dei microgel caricati.Il tasso di rilascio della curcumina &egrave; stato valutato con e senza esposizione a un campo magnetico ad alta frequenza. Il tasso di rilascio della curcumina nel periodo di 20 minuti &egrave; risultato 2,5 volte maggiore in presenza di un campo magnetico ad alta frequenza. L'esposizione al campo magnetico ha aumentato la temperatura della soluzione fino a circa 50 gradi Celsius, modificando cos&igrave; le propriet&agrave; del microgel al fine di escludere la curcumina.I test di stabilità termica hanno mostrato che i microgel rimangono dispersi in acqua a temperature fino a 70 gradi Celsius, nonostante l'aggregazione. Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come incapsulare farmaci idrofobici e ad alto potere antitumorale in microgel magnetici a base di poliNIPAM mediante immersione indotta da temperatura, e di come effettuare un rilascio mirato rapido attraverso la manipolazione di campi magnetici ad alta frequenza.

magnetic-thermal-sensitive-poly-n-isopropylacrylamide-based-microgels

Research

Ricerca

JoVE Journal

Bioengineering

Bioingegneria

Prelevare le cellule microgliali murine aderenti in una piastra multipozzetto.Aggiungere nanoparticelle magnetiche rivestite di acido poliacrilico (MNP) al pozzetto del test, lasciando un altro pozzetto non trattato come controllo.Incubare le cellule per consentire l'assorbimento di MNP tramite endocitosi, consentendone l'internalizzazione.Lavare con tampone per rimuovere gli MNP non legati.Aggiungere una soluzione enzimatica per staccare le cellule.Trasferire le celle staccate in provette e...

Danno cellulare indotto dall'ipertermia magnetica nelle cellule microgliali murine

Questo video illustrerà un metodo rapido e efficiente per metacrilato poli (glicole etilenico), consentendo polimerizzazioni a catena e sintesi idrogel. Si dimostrerà come introdurre in modo simile funzionalità metacrilammide in peptidi, dettaglio metodi analitici comuni per valutare l'efficienza funzionalizzazione, fornire suggerimenti per la risoluzione dei problemi e le modifiche avanzate, e dimostrare le tecniche tipiche di caratterizzazione idrogel.

Forno a microonde assistita Funzionalizzazione di poli (etilene glicole) e On-resina Peptidi per l&#39;uso a polimerizzazione a catena ed idrogel Formazione

Questo lavoro descrive la formazione di microgel di poli(glicole etilenico) (PEG) tramite una reazione di precipitazione fotopolimerizzata. L'aumento del peso molecolare del PEG ha aumentato il diametro del microgel e il rapporto di rigonfiamento. Semplici adattamenti alla reazione di precipitazione del microgel PEG sono stati esplorati per future applicazioni di microgel come veicoli di somministrazione di farmaci e scaffold di ingegneria tissutale.

Caratteristiche dei microgel di polietilenglicole formati per precipitazione sono controllate dal peso molecolare dei reagenti

Il nostro laboratorio ha sviluppato idrogel di poliacrilamide DNA-reticolato, un sistema dinamico di idrogel, per comprendere meglio gli effetti di modulazione rigidità dei tessuti sulla funzione delle cellule. Qui, forniamo schemi, descrizioni e protocolli per preparare questi idrogel.

Preparazione di DNA-reticolato poliacrilammide idrogel

Presentiamo un protocollo per sintetizzare microidrogel Janus composti interamente dallo stesso materiale di base, poli(N-isopropilacrilammide) (PNIPAAm), con una struttura chiaramente compartimentata basata sulla separazione di fase di una soluzione monomerica NIPAAm supersatura. I microidrogel Janus sintetizzati mostrano proprietà uniche come la termoreattività anisotropa e la capacità di carico organofilo/idrofilo.

Sintesi di Poly (<em&gt; N</em&gt; -isopropylacrylamide) Janus Microhydrogels per anisotropico Thermo-reattività e organofile / idrofilo Caricamento Capability

Vi presentiamo un metodo facile per fabbricare una piattaforma di rilascio del farmaco a base di gelatina biodegradabili che è magneto-termico sensibile. Ciò è stato ottenuto incorporando nanoparticelle di ossido di ferro superparamagnetiche e poli (N-isopropylacrylamide- co -acrylamide) all'interno di una gelatina sferica micro-rete reticolato da genipina, in combinazione con un sistema di applicazione di campo magnetico alternato.

Alternando microgel ibrida Gelatina di campo magnetico-Responsive per Controlled Drug uscita

Non agitata polimerizzazione precipitazione fornisce un rapido, riproducibile approccio prototipazione alla sintesi di stimoli-sensibili poli (N -isopropylacrylamide) microgel di distribuzione dimensionale ristretta. In questa sintesi protocollo, luce caratterizzazione dispersione e unico rilevamento di fluorescenza delle particelle di questi microgel in una configurazione di microscopia a largo campo sono dimostrati.

Sintesi controllata e fluorescenza di monitoraggio altamente uniforme Poli (<em&gt; N</em&gt; -isopropylacrylamide) microgel

Protocolli sono descritti per la realizzazione di idrogeli degradabile Hydrogel basati su idrazone cross-linking di oligomeri polimerici sulla scala di massa, microscala e su scala nanometrica, quest'ultimo per preparazione di nanoparticelle di gel e di nanofibre.

Fabbricando degradabile Hydrogel idrogeli su scale di lunghezza Multiple tramite estrusione reattiva, microfluidica, auto-assemblaggio ed elettrofilatura

Scarica ad arco anodica è uno dei metodi più pratico ed efficace per sintetizzare diverse nanostrutture di carbonio. Per aumentare la controllabilità arco e la flessibilità, non uniforme campo magnetico è stato introdotto per elaborare la sintesi di uno stadio di grandi fiocchi di grafene e nanotubi di carbonio ad alta purezza a parete singola.

Sintesi simultanea di nanotubi a parete singola carbonio e del grafene in un Plasma Arc magneticamente avanzata

Corrente applicata ad un microcatetere endovascolare con punta MICROTUBOLARI fatta da litografia laser tornio può ottenere deviazioni controllabili in risonanza magnetica (MR) di orientamento, che può migliorare la velocità e l'efficacia di navigazione dei vasi durante le varie procedure endovascolari.

Magneticamente-Assisted Remote Controlled Suggerimento Flessione Microcatetere in Risonanza Magnetica

Scopri la preparazione di microgel magnetici e termosensibili con PNIPAAm per il rilascio controllato di farmaci antitumorali. Questo metodo consente l'incapsulamento di molecole idrofobiche come la curcumina.

Poli sensibile magnetico e termico (

Esplora altri video