사이클로 덱스트린 Nanosponge 히드로 겔에서 이부 프로 펜 캡슐화의 전송 특성 : 양성자 HR-MAS NMR 분광학 연구

이 작업의 전반적인 목표는 사이클로덱스트린 나노스폰지의 합성을 보여주고, 이를 약물이 적재된 하이드로겔로 변환하고, 고해상도 매직 앵글 스피닝, 핵 자기 공명 분광법으로 하이드로겔 내부의 약물 확산도를 연구하는 것입니다. 사이클로덱스트린 나노스폰지는 사이클로덱스트린 또는 CD 사이의 단계적 성장 중합과 건조된 EDTA DNA 사이의 단계적 중합에 의해 제조됩니다. 우리가 언급하지 않는다면, 우리의 CD 유닛 네트워크는 유기 및 무기 종을 흡수하고 방출 할 수있는 포름형입니다.

고해상도 매직 앵글 스피닝 NMR의 주요 장점은 약물 전달에 대한 잠재적인 관심이 있는 고분자 숙주 내에서 캡슐화된 약물의 전달 특성을 모니터링하는 것입니다. 합성 접근법은 매우 간단하며 실온에서 수행됩니다. 단계 성장 중합 반응은 약 10분 내에 발생합니다.

우리는 고분자 수소 지표에 갇힌 약물의 예로 이부프로펜을 선택했으며, 이는 실제로 6대의 차량이 접혀 전달되는 것을 대표합니다. 베타 사이클로덱스트린을 섭씨 100도의 오븐에서 일정한 무게까지 건조시킵니다. 또한 DMSO 250밀리리터와 트리에틸아민 100밀리리터를 4개의 옹스트롬 분자체에서 24시간 동안 건조시킨 후 프로토콜에 사용합니다.

25ml의 DMSO를 50ml의 1목 둥근 바닥 플라스크에 넣습니다. 자기 교반 상태에서 베타 사이클로 덱스트린 5.675g을 첨가하십시오. 베타 사이클로덱스트린 분말을 DMSO에 소량 첨가하여 덩어리 형성을 줄입니다.

약 30분 후, 10ml 눈금이 매겨진 피펫을 사용하여 6ml의 트리에틸아민을 균질한 용액에 추가합니다. 플라스크를 실온으로 유지되는 수조에 담그고 혼합물을 15분 동안 저어줍니다. cyclodextrin nanosponge one-four를 준비하려면 강렬한 교반으로 5.124g의 EDTA 이무수물을 첨가하십시오.

그리고 사이클로 덱스트린 나노 스폰지 1-8을 준비하려면 10.248g의 EDTA 이무수물을 강렬한 교반으로 첨가하십시오. 3 시간 후, 주걱을 사용하여 플라스크에서 cyclodextrin nanosponge 인 고체 물질을 제거하고 절구와 유봉으로 심하게 분쇄합니다. 아세톤 수조에서 고체 물질을 세척한 다음 여과지에서 고체 물질을 세척하고 여과합니다.

공기 중의 모든 고체 물질을 실온에서 48시간 동안 건조시킨 후 절구와 절굿공이를 사용하여 건조된 물질을 잘게 분쇄합니다. 그런 다음 섭씨 45도에서 2시간 동안 진공 상태로 유지합니다. 고해상도 매직 앵글 스피닝 NMR 샘플 준비를 위해 먼저 중수소수에 0.27몰 이부프로펜 나트륨 염 용액을 준비합니다.

20mg의 시클로덱스트린 나노스폰지 1-4mg과 2mg의 무수 탄산나트륨을 2ml의 유리 바이알에 150마이크로리터의 용액에 추가합니다. 바이알의 내용물을 작은 주걱과 섞어 균질화합니다. 사이클로덱스트린 나노스폰지 1-8 폴리머에 대해 이 과정을 반복합니다.

균질하고 완벽하게 팽창한 하이드로겔을 얻는 것은 우수한 HR 질량 NMR 스펙트럼을 위한 첫 번째 핵심 단계입니다. 하이드로겔은 잘못된 로터 회전을 유발할 수 있는 기포를 피하면서 NMR 로터에 매우 조심스럽게 삽입해야 합니다. 작은 주걱을 사용하여 HR 질량 실험에 적합한 5mm NMR 로터에 겔을 삽입합니다.

그런 다음 로터를 NMR 분광계의 자석에 삽입합니다. 자석에 들어가면 최대 4, 000Hz의 공압 장치에 의해 로터를 회전시키십시오. HR 질량 양성자 NMR 실험을 수행하려면 질량 공압 제어 장치에서 4킬로헤르츠의 로터 회전 속도로 기기 매개변수를 설정하고 가변 온도 장치에서 305켈빈의 샘플 온도로 기기 매개변수를 설정합니다.

1차원 스펙트럼을 실행하고, 양성자 공명에 대한 펄스 구배 스핀-에코 펄스 시퀀스를 사용하여 cyclodextrin nanosponge one-Four 및 cyclodextrin nanosponge one-eight 하이드로겔에서 이부프로펜의 확산 HR 질량 스펙트럼을 조사합니다. 확산 실험은 BP led 펄스 시퀀스를 사용하여 수행됩니다. 이것은 간접 차원에서 기울기 강도가 2%에서 100%로 선형으로 증가하는 기울기 램프를 사용하는 의사 2차원 실험입니다.

신호 강도는 확산 시간과 기울기 펄스 P30에 따라 감쇠됩니다. 이러한 매개변수의 최적화는 실험을 제대로 실행하기 전에 필요합니다. 최적화는 두 개의 1차원 측정을 실행하여 수행되며, P30이 변하는 동안 확산 시간은 일정하게 유지됩니다.

가변 확산 시간 측정은 50 - 200 밀리초 범위에서 확산 시간을 증가시켜 수행됩니다. 각 실험에 대해 32개의 스펙트럼 어레이가 수집됩니다. 그런 다음 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 데이터를 처리합니다.

기본 펄스장 구배 스핀 에코 실험을 통해 하이드로겔에서 이부프로펜의 분자 평균 제곱 변위를 측정할 수 있습니다. NMR 신호 강도는 기울기 강도가 증가함에 따라 감소합니다. 감쇠 피팅은 Z-제곱으로 표시되는 분자 평균 제곱 변위를 제공합니다.

차례로, 평균 제곱 변위는 확산 영역의 유형과 관련이 있습니다. 알파 지수는 확산 시간의 함수로 평균 제곱 변위의 로그-로그 선형 회귀에 의해 실험적으로 얻어집니다. 알파 지수의 값은 하이드로겔 매트릭스에서 이부프로펜에 대해 관찰된 확산 영역(diffusive regime)에 대한 설명자입니다.

등방성 무제한 확산은 알파가 1과 같을 때 존재합니다. subdiffusive regime은 알파 값이 1 미만인 경우 표시됩니다. 그리고 초확산 체제는 1보다 큰 알파 값으로 표시됩니다.

하이드로겔 매트릭스에 갇힌 이부프로펜은 고분자 제제에 따라 두 가지 다른 확산 체제를 보여줍니다. 나노 스폰지 1-4의 하이드로겔은 subdiffusive regime로 표시됩니다. 반대로, 나노 스폰지 1-8의 하이드로겔은 약간 초확산 체제를 특징으로 합니다.

일단 마스터되면 이 반응은 적절하게 수행되면 1시간 내에 높은 수율과 순도로 수행할 수 있습니다. 이 물질은 점성 하이드로겔을 형성하여 물을 흡수하는 흥미로운 능력을 보여주며, 그 안에 생물학적 활성 분자가 쉽게 통합될 수 있습니다. 이러한 고분자 매트릭스에 캡슐화된 생물학적 활성 분자의 전달 특성에서의 분자 상태는 HMS NMR 기술을 사용하여 실험적으로 연구할 수 있습니다.

시클로덱스트린 나노스폰지로부터 제조된 하이드로겔에서 이부프로펜의 확산에 대한 NMR 결과는 확산이 중합체의 적절한 제제에 의해 조절될 수 있음을 나타냅니다. 이부프로펜은 사이클로덱스트린 나노스폰지 하이드로겔에서 subdiffusive 및 superdiffusive regime을 모두 보여줍니다. 이 발견은 cyclodextrin nanosponges 수소 비계의 방출 재산의 본래 디자인을 위해 이용될 수 있습니다.