周囲条件下での光分解性のPEGスターポリマーのブラシ、最初の合成：箱なしの粒子

次の実験の全体的な目標は、開環メタセシス、重合、またはROMを使用して、一連のポリエチレングリコールまたはPEGベースのナノ粒子を並行して作製する方法を学ぶことです。この目標は、まず適切なマクロモノマーと架橋剤を合成することで達成されます。これらの化合物は、第2ステップで最終的なナノ粒子の特性を定義します。

マクロモノマーは、ROMPによって重合され、ペグ側鎖を有するリビングボトルブラシポリマーのバッチを生成します。次に、リビングボトルブラシポリマーを異なる量の架橋剤を含むバイアルに移し、ナノ粒子の成長を開始します。この手順により、添加される架橋剤の量と、マクロモノマーおよび架橋剤構造によって定義される機能に依存する分子量を持つ多様なナノ粒子を生成することができます。

その後、モル質量はゲル浸透クロマトグラフィーによって決定できます。フリーラジカル重合などの既存の方法と比較した場合のこの手法の主な利点は、ベンチトップ上で非常に迅速に実行でき、高密度に官能基化され、clyな広範囲のモノマーを重合するために使用できることです。この方法の視覚的なデモンストレーションを要求することは、シンプルですが、かなりの量のマルチタスクを必要とするため、非常に重要です。

今日、この手順を実演するのは、私のグループの大学院生であるJenny Luです。まず、300ミリグラムのモノアミン末端ポリエチレングリコール3000またはPEGアミン3000を、攪拌子を装備した40ミリリットルのシンチレーションバイアルに加えます。これに続いて、3ミリリットルの無水ジメチルホルムアミドまたはDMFをバイアルに加えて、ペグアミンを溶解します。

すべてのペグアミンが溶解するまで、溶液を攪拌して軽く加熱します。36ミリグラムのNorbertine NHS Esterを加えた後、バイアルにキャップをし、反応混合物を室温で一晩攪拌します。終了したら、攪拌子を取り外し、反応溶液に約35ミリリットルの冷たいエチルエーテルを加えます。

ペグマクロモノマーを沈殿させるには、ブフナー漏斗を使用して白いふわふわの沈殿物をろ過し、ダチルエーテルで広範囲に洗浄します。次に、沈殿物を20ミリリットルのシンチレーションバイアルに移し、真空下で24時間乾燥させます。残留ダチルエーテルを除去して触媒Aを調製するには、20ミリリットルのシンチレーションバイアルに第2世代の触媒である500ミリグラムのグラブを加えます。

攪拌子を装備し、バイアルに約0.5ミリリットルのpurを加え、溶液を観察します。色が赤から緑に変わります。赤色がすべて消え、溶液が粘性になるまで、反応を一時的に乱します。

赤い色が完全に消えていない場合は、必要に応じてプリン体を追加してください。これに続いて、反応バイアルに約20ミリリットルの冷たいペンタンを充填して、複合体Aを沈殿させます。必要に応じて、へらを使用して沈殿物を分解します。ブアーファンネルを使用して懸濁液をろ過し、緑色の沈殿物を収集します。

次に、沈殿物を15ミリリットルの冷たいペンタンの4倍で洗います。緑色の固体を20ミリリットルのシンチレーションバイアルに移し、真空下で一晩乾燥させます。攪拌子を装備した3ミリリットルのバイアルで、65ミリグラムのペグマクロモノマーを慎重に秤量します。

B.必要に応じて、静的ガンを使用してバイアルとヘラから静電気を取り除きます。バイアルに158マイクロリットルのテトラハイドロFUまたはTHFを加えた後、ソルブの蒸発を防ぐためにすぐにキャップをします。必要に応じて溶液を攪拌し、軽く加熱し、マクロモノマーのすべてが466マイクロリットルの無水水素フューリンに2.8ミリグラムの触媒Aを含む3ミリリットルのバイアルに溶解して、1ミリリットルあたり6ミリグラムの触媒溶液を得るまで加熱します。

バイアルに蓋をしたら、触媒が完全に溶解するように静かに渦巻かせ、フォレストグリーンの溶液を生成します。触媒溶液をシリンジに移した後、針先を攪拌マクロモノマー混合物のすぐ上に置き、243マイクロリットルの溶液をバイアルにすばやく加えます。バイアルにすぐにキャップをし、反応混合物を15分間攪拌してリビングブラシ開始剤を形成します。

リビングブラシイニシエーターは、ステップ5ですぐに使用する必要があります。次に、3.6ミリグラム、5.5ミリグラム、7.3ミリグラムのbiz norbertine NBO架橋剤を、攪拌子を装備した3ミリリットルのバイアルに慎重に加えます。あるいは、開始前にこれらのバイアルに架橋剤を添加することもできます。

上記のステップ4。リビングブラシ開始剤溶液をシリンジに移します。針先を固体架橋剤のすぐ上に置き、3つのバイアルのそれぞれに123マイクロリットルの溶液を加えます。

すぐにバイアルに蓋をし、攪拌機をオンにします。3本のブラシアームスターポリマーまたはBSP形成反応を室温で攪拌し、完成するまで攪拌します。この特定のマクロモノマーと架橋剤によるBA形成は、4時間で完了します。

ただし、反応は最大24時間放置しても問題ありません。エチルビニルエーテルを1滴加えて反応を急冷します。希釈ろ過後に完全に焼入れするために、10分間攪拌します。

GPCでサンプルを分析します。この研究では、PEGマクロモノマーB one、B two、およびB threeを異なるPEG免疫源から調製し、高速液体クロマトグラフィーを厳密に調製する前後のBAナノ粒子形成結果を得ました。マクロモノマー精製を比較したところ、B one、B two、B threeから調製した様々な低音のGPCトレースがここに示されている。

いずれの場合も、このデータは、架橋剤の同等性が増加すると、低音の分子量が増加することを示しています。以前に観察されたように、架橋剤の10当量性は、均一なbpsを達成するのに十分ではありません。このサンプルは、特に未精製のマクロモノマーの場合に、大量の残留ブラシポリマーを含む明確なマルチモーダルGPCトレースを示しています。

B 1つは、架橋剤の量が多いほど、分子量分布が均一になり、ブラシの残留はほとんどありません。マクロモノマーでは、重量平均モル質量が約2倍になり、Bスリーの場合には15から20相当となり、残留マクロモノマーはなく、15および20相当の場合には1%未満の残留ブラシが残ると、この手法は、適切に実行されれば、3つ以上の粒子のライブラリを並列に作るために使用することができる。この手順を試行する際には、各バイアルと、特にライブラリサイズが大きくなるにつれて、各バイアルに追加する試薬の適切な量を追跡することを忘れないでください。

適切な記録管理と細部への注意は非常に重要です。この手順に従うと、さまざまなマクロモノマーとクロスリンカーを変更するか、マクロモノマーとクロスリンカーの混合物を使用するだけで、薬物送達、自己組織化、担持触媒など、さまざまなアプリケーション用の材料を作製できます。