カーボンナノチューブにより安定化内部自己組織化脂質粒子の簡便な調製

この方法の全体的な目標は、カーボンナノチューブ(CNT)と脂質自己組織化を使用してナノ構造ハイブリッド粒子を調製することです。この方法は、カーボンナノチューブのスマートなアプリケーションの1つを示しており、内部自己組織化脂質粒子の安定化ナノ構造エマルジョンです。この技術の主な利点は、プロトコールがかなり単純であり、CNTと脂質ナノ構造の両方の元素特性を兼ね備えていることです。

CNT安定化は、粒子が約1ミクロン以下のサイズを持ち、コアが二連続立方体脂質ナノ構造を含む油および水エマルジョンを生成する。CNTは生体適合性脂質分子でコーティングされているため、毒性は低いと予想されています。最近の報告では、これまでのところ、機能化によりCNTの毒性、細胞毒性、影響が著しく減少し、生体適合性が向上することが示されています。

この手順を実演するのは、私の研究室のポスドクであるYogita Patil-Senと、Rappolt教授の研究室のポスドクであるAmin Sadgehpourです。界面活性剤200ミリグラムを超純水100ミリリットルに20〜30分間攪拌して溶解し、0.2%界面活性剤溶液を水に調製します。500ミリグラムの溶融ジモダンU、DU、またはフィタントリオール、またはPTをガラスバイアルに加えます。

次に、9.5グラムの0.2%F127溶液を追加します。プローブ超音波処理機で、バイアルをレトルトスタンドジョーにしっかりと固定して、超音波処理によって発生する振動に耐えることができるようにします。セルソニケーターに取り付けられた固体チタン合金プローブを挿入します。

バイアルの高さと位置を調整して、バイアルの側面と底面がプローブに接触しないようにします。パルスモードで混合物を10分間超音波処理し、1秒間のパルスを35%の電力で1秒間の遅延時間で媒介します。バイアルは、超音波処理中に発生する熱により非常に熱くなります。

したがって、クランプから外す前に、室温まで冷ましてください。乳白色に形成された分散液は、さらに使用する前に少なくとも24時間室温で保存してください。これは、段階的な分離に対する安定性を確保するためです。

プローブを使用する前後には、アセトンで洗浄し、ペーパータオルで乾かしてください。その後、超純水ですすぎ、もう一度乾かします。2つの別々のビーカーに、4ミリグラムの粉末ヒドロキシ官能化CNTとカルボキシル官能化CNTを計量します。

各ビーカーに500ミリリットルの超純水を追加します。プローブ超音波装置を使用して、40%の電力で連続パルスモードで2分間混合物を超音波処理します。結果として得られる多層CNT分散液の濃度は、1ミリリットルあたり8マイクログラムです。

多層CNTストック溶液を適量の超純水で希釈すると、いくつかの異なる濃度で多層CNT分散が得られます。これらの分散液を以前と同様に超音波処理します。同様に、3ミリグラムの粉末片層CNTを500ミリリットルの超純水に分散させ、1ミリリットルあたり6マイクログラムの単層CNT分散液を作ります。

単層CNTストック溶液を希釈し、前と同様に超音波処理して、さまざまな濃度の単層CNT分散液を得る。溶融したDUの500ミリグラムをガラスバイアルに秤量します。次に、1ミリリットルあたり6マイクログラムの単層CNT分散液のうち9.5ミリリットルをバイアルに加えます。

純粋なCNT分散液を作るために使用したのと同じパラメータを使用して、CNT DU混合物を超音波処理します。室温まで冷却すると、保存された内部自己組織化ナノ構造を持つCNT安定化脂質粒子の準備が整います。同様に、0.4マイクログラム/ミリリットルおよび0.2マイクログラム/ミリリットルの単層CNT分散液を使用して脂質粒子を調製します。

CNT PT分散液を35%の電力で、連続パルスモードで15分間長時間超音波処理します。分散液を室温まで冷却し、24時間放置してから特性評価を行います。目視観察により分散液の安定性をモニタリングします。

分散液が不安定になっていないか、分散液に塊ができていないか確認してください。デジタルカメラで一定間隔で写真を撮ります。たとえば、最初の週に毎日分散液の写真を撮ります。

その後、1週間おきに1日おきに。その後、次の2週間は週に1回、最後に要件に応じて月に1回。小角X線散乱法は、安定化脂質粒子のナノ間構造の格子型を決定するために使用されます。

1ミリメートルの石英キャピラリーにサンプルを充填し、適切に密封します。次に、キャピラリーを温度制御されたサンプルステージに置きます。真空ポンプを使用してサンプルチャンバーを排気します。

ソフトウェアで制御するマイクロストリップX線検出器で1D散乱パターンを記録します。露光時間が300秒のプロファイルを3つ取得した後、これらのプロファイルを統合し、テキストプロトコルで説明されているように分析を進めます。記録されたすべての回折パターンをスペースグループPN3Mでインデックス化し、1-1-ゼロ、2-ゼロ-ゼロ、2-1-1、2-2-ゼロ、および2-2-1の反射にはっきりと気づくことができます。

高粘性脂質立方相は、超音波処理を使用して粒子にデフラグされます。手付かずの単層または官能基化された多層CNTは、流体の一貫性を示す油および水エマルジョンを製造するための安定剤として使用されます。均質で安定したエマルジョンを得るためには、最適なCNTと脂質の比率が必要です。

CNTが少なすぎるエマルションには、脂質の塊が含まれています。一方、CNTが過剰であるエマルジョンにはCNT脂質の塊が含まれています。小角X線散乱パターンは、過剰な水中のバルク脂質フィタントリオールによっても示されるPN3M立方晶相が、F127安定化エマルジョンだけでなく、すべてのCNT安定化エマルジョンでも保持されていることが確認されています。

静的光散乱研究は、F127によって安定化されたキュボソームのサイズ分布がCNT安定化キュボソームのサイズ分布と同等であり、平均粒子サイズがサブミクロンの範囲にあることを示しています。ラマンスペクトルで観察される特性GおよびGプライムバンド、またはCNTは、CNT安定化脂質粒子の青色シフトを示しています。これは、この概略図に示されているように、脂質分子によるCNTのコーティングの可能性を示しています。

このレビューを見た後、いくつかの簡単な手順で実証されたように、CNT脂質ハイブリッド粒子の調製方法を十分に理解しているはずです。これらのナノ構造の脂質粒子と、脂質の自己組織化内およびCNT表面上の機能分子の学習に関する研究は、主要な疾患に対する併用療法におけるハイブリッドナノ分子の探索への道を開きます。