Name: 磁気および感熱性ポリ（ N - イソプロピルアクリルアミド）ベースのミクロゲル (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-07-04T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 39 s
Description: 学ぶ磁気・感熱性ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)ミクロゲルの調製法。温度誘起エマルジョン法で疎水性抗がん薬をカプセル化し、高周波磁場による標的送達を実現します。

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この研究は、台湾の科学技術省（MOST 104-2221-E-131-010、MOST 105-2622-E-131-001-CC2）の財政的支援を受けており、部分的には原子・分子科学研究所、アカデミアシニカ。

1.表面改質された水分散性磁性ナノ粒子、Fe 3 O 4およびFe 3 O 4 -NH 2の合成<ol><li> FeCl 3 14.02g、FeCl 2・4H 2 O 8.6gおよび水250mLを500mLビーカーに加える。 </li><li>ロータとコントローラを接続して機械的に攪拌します。室温（RT）で30分間、300rpmで溶液を混合する。 </li><li>この溶液に25mLの水酸化アンモニウム（33％）を室温で添加し、30分間撹拌（300rpm）し続ける。ビーカーを開いたままにしておきます。 注意：水酸化アンモニウムは、吸入すると鼻に刺激を与えることがあります。このステップは、適切なヒュームフード内で行う必要があります。 </li><li>磁性酸化鉄（Fe 3 O 4 ）を回収するには、機械的攪拌をはずします。ビーカーの下に磁石を入れて黒い粒子を集める。 <ol><li> Fe 3 O 4ナノ粒子が完全に沈殿した後、上清を慎重に除去する。 bを振ってはいけないFe 3 O 4の損失を避けるために上清を注いだ。 </li><li>磁石を取り外し、新鮮な水50 mLをビーカーに加えます。 </li><li> Fe 3 O 4を再分散させるためにビーカーを振盪する。 Fe 3 O 4を精製するために、ステップ1.4から1.4.2を3回繰り返す。 </li></ol></li><li>最後の洗浄の後、すべてのFe 3 O 4 （10g）を100mLガラス瓶に移す。全溶液量が100mLになるまで水を加える。塊が見えなくなるまでガラス瓶を激しく振る。 注記：ここではプロトコルを一時停止することができます。 Fe 3 O 4ナノ粒子を調製する。 </li><li> Fe 3 O 4をアミノシラン（Fe 3 O 4 -NH 2 ）で修飾する。 <ol><li>ステップ1.5の100mL溶液を取り出し、1000mLビーカーに移す。アンモニア溶液10mL、水90mLおよびエタノール900mLをビーカーに加える。 </li><li>磁気攪拌棒を使用して、溶液を300rpm。 500μLの（3-アミノプロピル）トリエトキシシラン（APTES）を室温でビーカーに滴下し、さらに12時間撹拌する。 </li></ol></li><li> 1.4節で述べたようにFe 3 O 4 -NH 2を精製して回収する。 </li><li> 20mLのガラス瓶にFe 3 O 4 -NH 2 （工程1.7から）1gを水20mLで再分散させる。 注記：ここではプロトコルを一時停止することができます。 Fe 3 O 4 -NH 2ナノ粒子を調製する。 </li></ol> 2.熱誘導エマルションによる有機 - 無機ハイブリッドミクロゲルの合成<ol><li> 溶液1-1および1-2の調製。 <ol><li>溶液1-1については、0.25mLのPNIPAAm、5mLのFe 3 O 4溶液（ステップ1.5から）、および0.2gのPEIを50mLガラス瓶に加える。 20mLの水を加え、マグネチックスターラーバーを用いて300rpmで30分間撹拌する。 </li><li>溶液1-2については、ステップ2.1.1を繰り返すが、Fe 3 O 4をFe3 O 4 -NH 2溶液（工程1.8から）。 </li></ol></li><li> 溶液2を調製するために、PEI0.8gおよび水18.2mLを50mLガラス瓶に加える。水浴を用いて溶液を70℃で30分間加熱する。 ソリューション2の2番目のボトルを準備します。 </li><li> PNIPAAm / Fe 3 O 4の調製。 <ol><li>超音波破砕機を使用して超音波処理（50W）し、電磁攪拌棒を攪拌（300rpm）し、水浴を用いて溶液2 （70℃）を加熱する。 </li><li> 1mL /分の速度で3mLのシリンジを用いて、加熱された溶液2に溶液1-1を滴下する。 </li><li> 70℃で30分間超音波処理、撹拌および加熱を続ける。 </li><li>溶液を室温に冷却する。細胞破壊装置と水槽から溶液を除去する。 </li><li>磁石をガラス瓶の近くに置いてミクロゲルを収集する。 </li><li>上清を除去するafマイクロゲルはガラス瓶の底に沈殿した。 </li><li>ガラス瓶にさらに25mLの水を加え、ボルテックスによりミクロゲルを再分散させる。この溶液はPNIPAAm / Fe 3 O 4である 。 注記：ここではプロトコルを一時停止することができます。 </li></ol></li><li> PNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2の調製。 <ol><li>超音波破砕機を使用して超音波処理（50W）し、電磁攪拌棒を攪拌（300rpm）し、水浴を用いて溶液2 （70℃）を加熱する。 </li><li> 1mL /分の速度で3mLシリンジを用いて溶液1-2を加熱溶液2に滴下する。 </li><li> 70℃で30分間超音波処理、撹拌および加熱を続ける。 </li><li>溶液を室温に冷却する。細胞破壊装置と水槽から溶液を除去する。 </li><li>磁石をガラス瓶の近くに置いてミクロゲルを収集する。 </li><li>ミクロゲルが沈殿したら、上清。 </li><li>ガラス瓶にさらに25mLの水を加え、ボルテックスによりミクロゲルを再分散させる。この溶液は、PNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2である 。 注記：ここではプロトコルを一時停止することができます。 </li></ol></li></ol> 3.クルクミンを充填したミクロゲル（Cur-PNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2 ） 注：これらの手順は、暗闇で実行する必要があります。 <ol><li> 100mLのCurおよび20mLのエタノールを20mLのガラス瓶に加える。 </li><li> 2 mLのCur溶液を取り、PNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2溶液に移す（ステップ2.4.7）。 400rpmおよび室温で一晩撹拌する。 </li><li> 400 rpmおよびRTで一晩撹拌した後、ステップ2.4.5および2.4.6に記載されているように、磁石を用いてPNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2を収集する。 </li><li>ガラス瓶にさらに25mLの水を加え、ボルテックスによりミクロゲルを再分散させる。この解はC<html> ur-PNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2 。 </li></ol> 4.磁気的に誘発された薬物放出<ol><li> Cur-PNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2溶液10 mLを移し、2 mLの水を15 mLの遠心チューブに加えます。 </li><li> HFMF 20を適用するために遠心チューブをコイルの中心に置きます。 HFMFを15KHzで20分間印加する。 </li><li> 0.5mlのHFMF溶液を抜き、HFMFを適用しながら2分間隔で新鮮な0.5mlの水と交換する。 </li><li>回収した溶液を1mLキュベットに移す。 </li><li>取り出した溶液の吸収を482 nmのUV / Visで測定する21 。 </li><li>標準検量線22からの吸収と濃度の関係を用いて、放出された薬物の濃度を決定する。 注記：標準校正関係は次のとおりです。 <html> s / ftp_upload / 55648 / 55648eq1.jpg &quot;/&gt; ここで、相関係数は0.9993である。 </li></ol>磁気マイクロゲルの特徴付け<ol><li>熱重量分析器（TGA） 23 。 <ol><li> PNIPAAm / Fe 3 O 4およびPNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2の重量損失対空気雰囲気下でのTGAによる重量損失を測定する。 <ol><li>試料を室温から100℃まで加熱し、湿度を排除するためにこの温度で10分間保持する。試料を100℃から800℃まで10℃/分の速度で加熱する。サンプルを秤量する。 </li><li> PNIPAAm / Fe 3 O 4とPNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2の両方の温度に対する減量をプロットする。 注：残留重量はFe 3 O 4またはFe 3 O 4 -NH 2のいずれかであり、損失重量はPNIPAAmである。 </li></ol></li></ol></li><li> FT-IR&quot;&gt; 24。 <ol><li> 10mgの試料を1gのKBrと共に100℃で一晩乾燥させる。 </li><li>次のステップ（5.2.2.1~5.2.2.5）に記載されているように、ステップ5.2.1の混合物をペレットにする： <ol><li>乳鉢と乳棒を用いて、ステップ5.2.1の材料を微粉末に粉砕する。 </li><li>組み立てた装置（モルタルと乳棒）をペレットプレスに入れます。プレス機の真ん中に装置を合わせます。 </li><li> 20,000 psiの圧力に達するまでプレスをポンプで動かします。ペレットをその圧力で5分間放置させる。 注意：プレスの真ん中に装置を合わせないと、サンプルがモルタルから飛散し、暴露によるけがの原因となります。 </li><li>プレスからペレットとピストンを含むダイを取り出します。 </li><li>逆さまにして、ピストンを押してペレットを押し出します。 </li></ol></li><li> FT-IRによる試料のFT-IR吸収スペクトルを400〜4000cm -1の範囲の周波数で記録する</4cm -1の分解能を有する24 。 </li></ol></li><li> TEMによる形態学的観察25 。 <ol><li>コロジオンでコーティングされた銅グリッド上にサンプル溶液を滴下し、RTまたは70℃のオーブンで一晩乾燥させます。 </li><li> TEM画像を撮る。 注：強い電子ビームはサンプルを損傷する可能性があります。したがって、TEM画像はできるだけ早く撮影する必要があります。 </li></ol></li><li>ポリマーおよびミクロゲルの水性分散能。 <ol><li> PNIPAAm溶液を調製するには、7 mLのガラス瓶に7 mgのPNIPAAmと7 mLの水を加えます。凝集物がなくなるまで溶液を混合するためにボルテックスを使用する。 </li><li> PNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2溶液を調製するには、0.7mLのPNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2溶液（ステップ2.4.7）を7mLガラス瓶に移し、6.3mLの水を加える。沈殿がなくなるまで溶液を混合するためにボルテックスを使用する。 </li><li> Cur-PNIPAAを準備するにはm / Fe 3 O 4 -NH 2溶液を添加し、7mLのガラス瓶に0.7mLのCur-PNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2溶液（ステップ3.4）を移し、6.3mLの水を加える。沈殿がなくなるまで溶液を混合するためにボルテックスを使用する。 </li><li>デジタルカメラを使用して、ソリューションの写真を撮ってください（ステップ5.4.1 - 5.4.3）。 </li><li>溶液をオーブンに入れ、温度を70℃に設定する。平衡に達するまで2時間待つ。 </li><li>ソリューションの別の写真を撮ってください。温度を維持するには、1分以内に撮影してください。ガラスボトルを振るのを避け、沈殿物を再分散させることができます。 </li></ol></li><li>ミクロゲルの磁気収集のために、強い磁石をCur-PNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2溶液の近くに配置する（ステップ5.4.3）。ミクロゲルが完全に集まるまで待ってから、写真を撮ります。 <ol><li>磁石を取り外し、ミクロゲル溶液を十分に分散するまでボルテックスする。別の写真を撮る&lt;/ li&gt; </ol></li></ol>

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調製の最も重要なステップは、熱誘導エマルジョンによる磁性ミクロゲルの合成に関するプロトコールセクション2にある。 図2 （TEM画像）に示されるように、PNIPAAm（アミド基）、PEI（アミン基）、およびアミノ基の間の強いH結合に起因する物理的架橋のために、ミクロゲルの球状構造をRTで維持することができFe 3 O 4 -NH 2 （アミン基）である。 図4の比較に基づいて、磁気ミクロゲルは低温（25℃）または高温（70℃）で良好に分散する。また、 図5に示すように、ミクロゲルをマグネットで回収し、均質溶液に再分散させることもできます 。 疎水性モノマーと親水性モノマーの両方で合成されたヒドロゲルの従来の調製は、通常、3Dを得るための架橋剤の導入を必要とするネットワーク4,5,6...

ヒドロゲルは、溶解できないが水溶液1中で膨潤することができる三次元（3D）ポリマーネットワークである。ポリマーネットワークは、親水性ドメイン（ヒドロゲル構造を提供するために水和することができる）および架橋構造（ネットワークの崩壊を防止することができる）を有する。乳化重合、アニオン共重合、隣接するポリマー鎖の架橋、逆マイクロ乳化重合などのヒドロゲルの調製のための様々な方法が研究されている2 。構造的に安定なヒドロゲル1,3を得るために、物理的および化学的架橋をこれらの方法を通して導入する。化学的架橋は、通常、ポリマーの主鎖または側鎖を連結する架橋剤の関与を必要とする。化学的架橋と比較して、物理的架橋はfabrにとってより良い選択である<html>これらの薬剤はしばしば実用上有毒であるため、架橋剤を避けることによりヒドロゲルを調製することができる4 。イオン相互作用による架橋、結晶化、両親媒性ブロック間の結合またはポリマー鎖上でのグラフト化、水素結合4,5,6,7などの物理的架橋架橋ヒドロゲルを合成するためのいくつかのアプローチが研究されている。 様々な環境条件（ すなわち 、温度、pH、光、イオン強度および磁場）に応答して、立体配座的、化学的または物理的特性変化を起こすことができる刺激感受性ポリマーは、最近、制御放出システムのための潜在的プラットフォームとして注目されている、薬物送達、および抗癌療法8,9 、PNIPAAmは、親水性アミド基と疎水性イソプロピル基の両方を含有する熱感受性ポリマーであり、より低い臨界溶液温度を有する（LCST） 13 .アミド基と水分子との間の水素結合は、低温（LCST未満）での水溶液中でのPNIPAAmの分散性を提供し、ポリマー鎖間の水素結合は高温（LCSTより上）ポリマー鎖の疎水性及び親水性比を調整することにより、温度誘発自己組織化ヒドロゲルを調製するための多くの報告が公表されている（例えば、共重合、グラフト化、医薬品のための鎖修飾カルプラットフォーム14,15,16,17を含む。 鉄、コバルト、ニッケルなどの磁性材料も、過去数十年間、生化学用途に注目されています18 。それらの候補の中でも、酸化鉄は、その安定性および低毒性のために最も広く使用されている。ナノサイズの酸化鉄は、磁場に即座に反応し、超常磁性原子として振舞う。しかしながら、このような小さな粒子は容易に凝集する。これは表面エネルギーを減少させ、したがってそれらはそれらの分散性を失う。水分散性を改善するために、層を保護するためのグラフト化またはコーティングは、安定性のために個々の粒子を分離するだけでなく、反応部位19をさらに官能化するために一般に適用される。 ここでは、磁気PNIPAAmベースのマイクロゲルを制御放出系のための薬物担体として役立たせる。合成プロセスは、 図1に記載され、示されている。複雑な共重合および化学的架橋の代わりに、追加の界面活性剤または架橋剤を用いずにミクロゲルを得るために、PNIPAAmの新規な温度誘起エマルションとそれに続く物理的架橋を用いた。これにより、合成が単純化され、望ましくない毒性が防止された。そのような簡単な調製プロトコルの中で、合成されたままのミクロゲルは、磁性酸化鉄ナノ粒子および疎水性抗癌剤クルクミンの両方に水分散性を提供した。 FT-IR、TEMおよびイメージングは​​、分散および封入の証拠を提供した。埋め込まれたFe 3 O 4 -NH 2のために、磁性ミクロゲルは、HFMFの制御放出のためのマイクロデバイスとして役立つ可能性を示した。

<table><tbody><tr><td>ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)</td><td>Polyscience, Inc</td><td>21458-10</td><td>Mw ~40,000</td></tr><tr><td>(3-アミノプロピル)トリメトキシシラン</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>440140</td><td>> 99 %</td></tr><tr><td>塩化鉄(II) 四水和物</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>44939</td><td>99%</td></tr><tr><td>塩化鉄(III)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>157740</td><td>97%</td></tr><tr><td>クルクミン</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td>00280590</tr><tr><td>水酸化アンモニア</td><td>フィッシャーケミカル</td><td>A/3240/PB15</td><td>35%</td></tr><tr><td>リン酸緩衝生理食塩水</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>806552</td><td>pH 7.4、液体、滅菌ろ過ポリエチレン</td></tr><tr><td>イミン (PEI)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P3143</td><td>50 % (w/v) in water</td></tr><tr><td>高周波磁界 (HFMF)</td><td>Lantech Industrial Co., Ltd.,Taiwan</td><td>LT-15-80</td><td>15 kV, 50&ndash;100 kHz</td></tr><tr><td>紫外可視分光光度計</td><td>Thermo Scientific Co.</td><td>ジェネシス</td><td></td></tr><tr><td>透過型電子顕微鏡(TEM)</td><td>JEM-2100</td><td>日本電子</td><td></td></tr><tr><td>フーリエ変換赤外分光法(FTIR)</td><td>パーキンエルマー</td><td>スペクトル100</td><td></td></tr><tr><td>熱重量分析装置</td><td>パーキンエルマー</td><td>パイリス1</td><td></td></tr><tr><td>超音波細胞破壊器</td><td>ヒールシャー超音波</td><td>UP50H</td><td></td></tr></tbody></table>

磁気および感熱性ポリ（<em&gt; n</em&gt; - イソプロピルアクリルアミド）ベースのミクロゲル

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

カプセル封入抗癌剤クルクミン（Cur）を有する磁気的および熱的に敏感なポリ（ N-イソプロピルアクリルアミド ）（PNIPAAm）/ Fe 3 O 4 -NH 2ミクロゲルを設計し、磁気誘発放出のために製造した。 PNIPAAm、ポリエチレンイミン（PEI）およびFe 3 O 4 -NH 2磁性ナノ粒子を混合することによる物理的架橋の後に、温度誘導エマルジョンを介して球状構造を有するPNIPAAmベースの磁性ミクロゲルを製造した。それらの分散性のために、Fe 3 O 4 -NH 2ナノ粒子はポリマーマトリックスの内部に埋め込まれた。 Fe 3 O 4 -NH 2およびPEI表面上に露出したアミン基は、PNIPAAmのアミド基と物理的に架橋することによって球状構造を支持した。疎水性抗癌剤クルクミンは、マイクロゲルへのカプセル化後に水中に分散させることができる。ミクロゲルを特徴付けした透過型電子顕微鏡（TEM）、フーリエ変換赤外分光法（FT-IR）、およびUV-Visスペクトル分析によって測定した。さらに、外部からの高周波磁界（HFMF）下で磁気的に誘発された放出を研究した。磁気誘導加熱（温熱療法）効果のために、HFMFをマイクロゲルに適用した後に、クルクミンの有意な「バースト放出」が観察された。この原稿では、Cur-PNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2カプセル化クルクミンの磁気誘発制御放出が記載されており、これは腫瘍治療に潜在的に適用することができる。

PNIPAAm / PEI / Fe 3 O 4 -NH 2ミクロゲルの合成の概略図を図1に示す。 TGAを適用して、ミクロゲル全体に対する有機化合物の相対組成を推定した。有機化合物PNIPAAmのみを燃焼させることができるので、PNIPAAmとFe 3 O 4 （またはFe 3 O 4 -NH 2 ）の相対組成が決定され、 表1に示されている。なぜPNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2ミクロゲルはより良い分散性を示すが、鉄酸化物の含有量はより少ないのか？ PNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2におけるPNIPAAm / Fe 3 O...

この原稿では、化学反応を伴わない温度誘導エマルジョンによる磁気感熱性ミクロゲルの調製について説明します。これらの感受性ミクロゲルは、磁気的および熱的に誘発される薬物放出における潜在的な使用のためにポリ（ N-イソプロピルアクリルアミド ）（PNIPAAm）、ポリエチレンイミン（PEI）およびFe 3 O 4 -NH 2ナノ粒子を混合することによって合成された。

磁気および感熱性ポリ（<em&gt; N</em&gt; - イソプロピルアクリルアミド）ベースのミクロゲル

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

本手順の目的は、磁気的に誘発されるクルクミンの放出前および放出中における、クルクミン含有磁気・熱感応性ハイドロゲルの挙動を調査することです。この手法は、腫瘍細胞への局所的な送達に向けた、クルクミンのような疎水性抗がん剤のカプセル化に関する抗がん剤分野の重要な疑問への回答に寄与します。本技術の主な利点は、高周波磁場による標的送達を可能にするため、ポリエチレンイミン-PNIPAAmと磁性ナノ粒子間の球状の熱誘起物理架橋によって疎水性抗がん剤がカプセル化されることです。この手法はPNIPAAmの熱誘導自己組織化に関する知見を提供できますが、エマルションや重合、またはナノ粒子調製などの他の物質にも適用可能です。手順を開始するには、0.2 gのPEI、0.25 gのpolyNIPAM、水に分散させた9.1 wt%の酸化鉄(III)ナノ粒子 5 mL、および脱イオン水 20 mLをガラスバイアルに入れます。同様の撹拌条件下で、別のバイアルに0.2 gのPEI、0.25 gのpolyNIPAM、水に分散させた4.76 wt%のアミノシラン修飾酸化鉄(III)ナノ粒子 5 mL、および脱イオン水 20 mLを混合します。次に、0.8 gのPEIと18.2 mLの脱イオン水を用いて、2組の溶液を調製します。両方の溶液をウォーターバスで70 °Cに加熱し、撹拌しながら30分間保持します。その後、ウォーターバス内で撹拌を続けたまま、一方の溶液を50 Wのプローブ型超音波発生装置で超音波処理します。3 mLのシリンジを用いて、このバッチをpolyNIPAMと酸化鉄の懸濁液に、1分間あたり1 mLの速度で滴下します。物理的な架橋を最小限に抑えるため、添加は可能な限りゆっくりと行う必要があります。そうしないと、水に分散させることが困難な大きな磁性マイクロゲルが形成されてしまいます。懸濁液を70°Cで30分間、超音波処理と攪拌を継続します。その後、懸濁液を室温まで冷却します。ソニケーターの電源を切り、懸濁液をウォーターバスから取り出します。懸濁液からマグネティックスターラーを取り出します。バイアルの横に磁石を置き、磁性polyNIPAM酸化鉄マイクロゲルがバイアルの底に集まるまで待ちます。その後、上澄み液を除去し、マイクロゲルに25 millilitersの脱イオン水を加えます。マグネットを取り除き、混合物をボルテックスして、水中のpolyNIPAM酸化鉄マイクロゲルの分散液を得ます。この手順を、polyNIPAMアミノシラン機能化酸化鉄懸濁液と2回目のPEI溶液を用いて繰り返し、対応する機能化マイクロゲル分散液を作製します。アルミホイルで包んだバイアルの中で、100 mgのクルクミンを20 mLのHPLCグレードエタノールに溶解させます。溶液2 mLを、polyNIPAMアミノシラン機能化酸化鉄分散液に加えます。混合物を400 RPMで室温にて一晩撹拌します。その後、撹拌子を取り出します。バイアルの横に磁石を配置し、クルクミン封入マイクロゲルがバイアルの底に集まるまで待ちます。上澄みを 25 milliliters の脱イオン水に交換し、ボルテックスミキサーでマイクロゲルを分散させます。次に、磁気トリガーによるクルクミンの放出を試験するため、まずクルクミン封入マイクロゲル分散液 10 milliliters を 15 milliliter のコニカル遠心チューブに移します。チューブに2 mLの脱イオン水を加え、ボルテックスミキサーで撹拌してマイクロゲルを再分散させます。チューブを高周波磁場のコイルの中心に配置します。15 kHzの磁場を20分間印加します。2分ごとに、分散液の上層から0.5 millilitersを1 milliliterキュベットに分取します。分取した分量と同量の0.5 millilitersの脱イオン水を補充してください。温度計を用いて、水を分散液に混ぜ合わせるとともに、分散液の温度を測定します。各分注試料の482ナノメートルにおける吸光度を測定してください。標準検量線を用いて、各分注試料中の放出されたクルクミンの濃度を算出します。有機・無機ハイブリッドマイクロゲルは、polyNIPAMおよび酸化鉄(III)ナノ粒子から調製されました。3-アミノプロピルトリエトキシシラン修飾酸化鉄粒子を用いて調製したマイクロゲルは、非修飾粒子よりも相対的な酸化鉄組成が大幅に低いことが判明し、これは修飾粒子が非修飾粒子よりも多くのpolyNIPAMを架橋させたことを示唆している。クルクミンを充填したアミノシラン修飾マイクロゲルは、前駆体マイクロゲルと比較して分散性が向上しており、疎水性のクルクミンが少なくとも部分的にマイクロゲルの表面に存在していたことが示唆された。クルクミンの封入は、充填済みマイクロゲルのFTIRスペクトルにおいて特徴的な吸収ピークが認められたことにより確認された。高周波磁場の曝露あり、およびなしの条件下で、クルクミンの放出速度を評価しました。20分間におけるクルクミンの放出速度は、高周波磁場の存在下で2.5倍高くなりました。磁場への曝露によりバルク溶液の温度が約50 °Cまで上昇し、それによってマイクロゲルの特性が変化してクルクミンが排除されたためと考えられます。熱安定性試験により、凝集は見られるものの、マイクロゲルは70 °Cまでの温度で水中に分散したままであることが示されました。このビデオを視聴することで、温度誘導浸漬法を用いて疎水性の高い抗がん剤をpolyNIPAMベースの磁性マイクロゲルに封入する方法と、高周波磁場による操作で迅速な標的輸送を行う方法について十分に理解できるはずです。

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Research

JoVE Journal

Bioengineering

バイオエンジニアリング（生体工学）

付着したマウスミクログリア細胞をマルチウェルプレートに収めます。ポリアクリル酸でコーティングされた磁性ナノ粒子(MNP)をテストウェルに追加し、別のウェルをコントロールとして未処理のままにします。細胞をインキュベートしてエンドサイトーシスを介してMNPを取り込み、内在化を可能にします。バッファーで洗浄して、結合していないMNPを除去します。酵素溶液を加えて細胞を剥離します。分離した細胞をチューブに移し、遠心分離してペレット化します。上清を廃棄し、ペレットを基礎培地に再懸濁し、懸濁液を微量遠心チューブに移します。磁気アプリケーターデバイス内の銅コイルの中心にチューブを配置します。コイルは交流磁場 (AMF) を生成し、アプリケーターは一定の目標温度を維持します。AMF は MNP...

マウスミクログリア細胞における磁気温熱誘発性細胞損傷

このビデオは、連鎖重合ヒドロゲル合成を可能にする、ポリ（エチレングリコール）メタクリレートするための迅速、効率的な方法を説明します。それは同様に、機能化効率を評価、トラブルシューティングや高度な修正のための提案を提供し、典型的なハイドロゲルの特性評価技術を実証するために、ペプチド、詳細一般的な分析方法にメタクリルの機能を導入する方法を紹介します。...

マイクロ波支援ポリの機能化（エチレングリコール）と連鎖重合で使用するためには樹脂ペプチドおよびヒドロゲル形成

この研究は、光重合沈殿反応によるポリ(エチレングリコール)(PEG)マイクロゲルの形成について説明しています。PEG分子量を大きくすると、マイクロゲルの直径と膨潤率が増加しました。PEGマイクロゲル沈殿反応への単純な適応は、薬物送達媒体および組織工学足場としてのマイクロゲルの将来の応用のために探求されています。...

沈殿形成ポリエチレングリコールマイクロゲルの特性は、反応物の分子量によって制御されます

当研究室では、より良い細胞機能に組織の硬さを調節する効果を理解するためにDNA架橋ポリアクリルアミドハイドロゲル、動的なヒドロゲル系を開発しました。ここでは、これらのヒドロゲルを調製するための回路図、説明、およびプロトコルを提供する。...

DNA架橋ポリアクリルアミドハイドロゲルの調製

私たちは、過飽和NIPAAmモノマー溶液の相分離に基づいて明確に区画化された構造を持つ、完全に同じ基材であるポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAAm)で構成されるヤヌスマイクロハイドロゲルを合成するためのプロトコルを提示します。合成されたヤヌスマイクロヒドロゲルは、異方性熱応答性、有機親和性/親水性ローディング能力などのユニークな特性を示します。...

ポリの合成（<em&gt; N</em&gt; -isopropylacrylamide）異方性熱応答性および有機性/親水性ローディング機能のためのヤヌスMicrohydrogels

我々は、磁気熱応答性である生分解性ゼラチン系薬物放出プラットフォームを製造する容易な方法を提示します。これは、交流磁界印加装置と連動して、ゲニピンで架橋球状ゼラチンマイクロネットワーク内の超常磁性酸化鉄ナノ粒子とポリ（N-isopropylacrylamide- コ -アクリルアミド）を組み込むことによって達成されました。...

制御された薬物放出のための磁場応答性ハイブリッドゼラチンマイクロゲルを交互に

非撹拌沈殿重合は、狭いサイズ分布の刺激応答性ポリ（N -isopropylacrylamide）ミクロゲルの合成への迅速な、再現性のプロトタイピング手法を提供します。このプロトコル合成では、光散乱特性評価および広視野顕微鏡のセットアップでこれらのミクロゲルの単一粒子蛍光追跡が実証されています。...

制御された合成および均一性の高いポリの蛍光トラッキング（<em&gt; N</em&gt; -isopropylacrylamide）ミクロゲル

分解性感温ハイドロゲル ヒドラゾン架橋高分子オリゴマー バルク スケール、マイクロ スケール、およびナノスケール、ゲル粒子・...

自己組織化反応押出、マイクロフルイディクス, 経由で複数の長さスケールでの分解性感温ハイドロゲルを加工・ エレクトロスピニング

陽極アーク放電は、種々の炭素ナノ構造体を合成するための最も実用的かつ効率的な方法のひとつです。アークの制御性と柔軟性を高めるために、不均一な磁場が大規模なグラフェンのフレークおよび高純度単層カーボンナノチューブの一段階合成を処理するために導入されました。...

磁気強化アークプラズマにおける単層カーボンナノチューブとグラフェンの同時合成

レーザー旋盤リソグラフィ製マイクロコイル先端が血管内マイクロカテーテルに適用されている現在では、さまざまな血管内処置時の脈管構造のナビゲーションの速度と効率を向上させることができ、磁気共鳴（MR）の指導の下で制御可能な偏向を実現することができます。...

磁気共鳴イメージング下磁気アシストリモート制御マイクロカテーテルの先端偏向

学ぶ磁気・感熱性ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)ミクロゲルの調製法。温度誘起エマルジョン法で疎水性抗がん薬をカプセル化し、高周波磁場による標的送達を実現します。

磁気および感熱性ポリ（

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