Methodenartikel

Synthese van poly ( N -isopropylacrylamide) Janus Microhydrogels voor Anisotropisch Thermo-responsiviteit en Organofiele / Hydrofiel Loading Capability

DOI:

10.3791/52813

⸱

27 februari 2016

 ,  ,  , 
1Department of Mechanical Engineering, Pohang University of Science and Technology (POSTECH), 2School of Interdisciplinary Bioscience and Bioengineering (I-Bio), Pohang University of Science and Technology (POSTECH)

In dit artikel

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

We presenteren een protocol om Janus microhydrogels te synthetiseren die volledig zijn samengesteld uit hetzelfde basismateriaal, poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm), met een duidelijk gecompartimenteerde structuur op basis van de fasescheiding van een oververzadigde NIPAAm monomeeroplossing. De gesynthetiseerde Janus microhydrogels vertonen unieke eigenschappen zoals anisotrope thermoresponsiviteit en organofiel/hydrofiel laadvermogen.

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Janus-microdeeltjes zijn gecompartimenteerde deeltjes met verschillende moleculaire structuren en/of functionaliteit aan elke kant. Vanwege deze unieke eigenschap zijn Janus-microdeeltjes erkend als een nieuwe klasse materialen, waardoor ze veel aandacht hebben getrokken van verschillende onderzoeksgebieden. De veelzijdigheid van deze microdeeltjes is geëxemplifeerd door hun gebruik als bouwstenen voor zelfassemblage, elektrisch responsieve actuatoren, emulgatoren voor schilderijen en cosmetica, en dragers voor medicijnafgifte. Deze studie introduceert een gedetailleerd protocol dat expliciet een synthetische methode beschrijft voor het ontwerpen van nieuwe Janus-microhydrogels samengesteld uit een enkele basismateriaal, poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm). Janus-microdruppeltjes worden eerst gegenereerd via een hydrodynamische focuserende microfluïdische inrichting (HFMD) op basis van de scheiding van een oververzadigde waterige NIPAAm-monomeroplossing en vervolgens gepolymeriseerd door blootstelling aan UV-bestraling. De resulterende Janus-microhydrogels bleken volledig samengesteld te zijn uit dezelfde basismateriaal, hadden een gemakkelijk identificeerbare gecompartimenteerd morfologie en vertoonden anisotropische thermoresponsiviteit en organofiele/hydrofiele laadcapaciteit. Wij geloven dat de voorgestelde methode een nieuwe hydrogelplatform introduceert met het potentieel voor geavanceerde synthese van multifunctionele Janus-microhydrogels.

Inleiding

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Hydrogels zijn een netwerk van hydrofiele polymeerketens.1 Een toenemende hoeveelheid onderzoek op het gebied van hydrogels heeft aanzienlijke vooruitgang bevorderd en hun gelijkenis met biologische weefsels onthuld; de eigenschappen van hydrogels maken het mogelijk om grote hoeveelheden water op te nemen terwijl ze hun structuur behouden. Milieubewuste hydrogels zijn ook uitgebreid bestudeerd vanwege hun vermogen om omkeerbaar op te zwellen of te krimpen als reactie op externe stimuli.2 Er zijn verschillende triggers voorgesteld, waaronder temperatuur,3-5 pH,6,7 licht,8,9 elektrische velden,10,11 en specifieke moleculen, zoals glucose,12,13 om de geometrische vorm van hydrogels te controleren. Onder de vele milieubewuste hydrogels die momenteel beschikbaar zijn, vertoont poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm), een bekende thermo-responsief hydrogel, volumekrimp boven een lage kritische oplostemperatuur (LCST) van 32 °C.14 Een recent onderzoek door Sasaki et al.15 meldde de intrigerende vloeistof-vloeistof fasescheiding van oververzadigd NIPAAm, dat de monomeer van PNIPAAm is. Volgens dit rapport werd oververzadigd NIPAAm opgelost met een 10-voudig molair overschot van H2O, en kort daarna scheidde de oplossing zich in twee vloeibare fasen toen het boven een temperatuur van 25 °C werd gelaten; in tegenstelling daarmee, werd verdund NIPAAm homogeen opgelost onder dezelfde omstandigheden.

Microdeeltjes gemaakt van milieubewuste hydrogels zijn fascinerende kandidaten voor toepassing in geneesmiddelafgifte,16,17 katalyse,18 sensoren,19,20 en fotonica.21 Traditionele synthetische methoden, inclusief emulsiepolymerisatie, worden gebruikt om hydrogel microdeeltjes met polydispersiteit te produceren.22,23 Bepaalde toepassingen vereisen echter microdeeltjes met een smalle grootteverdeling, bijvoorbeeld om de farmacokinetiek van geneesmiddelafgifte te stabiliseren.24 Onregelmatig gevormde of polydisperse embolisatie microdeeltjes accumuleren proximaal in clusters, wat leidt tot chronische inflammatoire reacties bij embolisatie deeltjes voor kankertherapeutische behandeling.25,26

De microfluïdische aanpak staat aan de voorhoede van onderzoek als een middel om micro-grootte deeltjes met smalle grootteverdelingen en complexe vormen te fabriceren.27-31 De voordelen van het fabriceren van microdeeltjes in het microfluïdische apparaat zijn gebaseerd op de kleine karakteristieke lengte van het microfluïdische apparaat, wat resulteert in een lage Reynolds getal. In tegenstelling tot traditionele bulk emulgering waar druppels parallel worden gevormd, worden microdruppels geproduceerd in microfluïdische apparaten in serie gegenereerd en vervolgens gepolymeriseerd tot microdeeltjes bij blootstelling aan UV-bestraling. Het fundamentele principe van druppelvorming met behulp van een microfluïdisch apparaat is balans tussen de grensvlakspanning en de schuifkracht van de mantelvloeistof die op de kernvloeistof werkt.

Ondanks de duidelijke voordelen van microfluïdische fabricage van druppels/deeltjes, worden Janus druppels/deeltjes bestaande uit hetzelfde basismateriaal zelden gerapporteerd omdat de interne morfologie van deze druppels/deeltjes over het algemeen wordt verstoord door de diffusie en verstoring van de kernvloeistoffen. Om deze intrinsieke beperking te omzeilen, hebben twee groepen onlangs de bereiding van de Janus microdeeltjes gerapporteerd door warmte-geïnduceerde fasescheiding van colloïdale nanodeeltjes en UV-gestuurde fasescheiding te gebruiken.32,33

Met dit doel rapporteren we een microfluïdische aanpak om Janus microhydrogels volledig samengesteld uit een enkel basismateriaal te synthetiseren en een product te verkrijgen met duidelijk gecompartimenteerde morfologie. Onze aanpak is gebaseerd op het primaire concept van vloeistof-vloeistof fasescheiding van oververzadigd NIPAAm monomeer. De resulterende Janus microhydrogels bleken unieke eigenschappen te bezitten, inclusief anisotropische thermoresponsiteit en organofiel/hydrofiele laadcapaciteit.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Fabricage van een Master Mold voor de hydrodynamische focusing microfluïdische apparaat (HFMD) door middel van fotolithografie

  1. Ontwerp een fotomasker voor HFMD (figuur 1a) middels computerondersteund ontwerpen (CAD) volgens het protocol van de fabrikant.
  2. Gespoeld 4 'siliciumwafel met aceton, isopropylalcohol (IPA), en gedeïoniseerd (DI) water om organische en anorganische stof van de wafel te verwijderen.
  3. Reinig de silicium wafer met O2 plasma met 100 W vermogen gedurende 5 minuten om de bindingssterkte tussen de wafer en SU-8 te verhogen.
  4. Spin-coat 4 ml van de negatieve fotolak SU-8 2150, op de wafer bij 3000 tpm gedurende 30 sec tot een dikte van 150 urn (b1 figuur 1b) te bereiken.
  5. Plaats de SU-8 beklede wafer op een kookplaat gedurende 5 minuten bij 65 ° C, de temperatuur op 95 ° C, en laat de wafel op een verwarmingsplaat gedurende 30 minuten zacht bakken.
  6. Plaats deontworpen fotomasker over de wafer en blootstellen aan UV-licht (260 mJ cm -2, 26 seconden voor een 10 mW cm -2) in een masker aligner (b2 in figuur 1b).
  7. Voer na blootstelling bakken op een verwarmingsplaat (65 ° C gedurende 5 minuten en vervolgens 95 ° C gedurende 12 min).
  8. Ontwikkelen van de wafer door onderdompeling in een SU-8 developer bad voor 10 minuten, en vervolgens overbrengen in de frisse ontwikkelaar gedurende 5 sec om een ​​schoon oppervlak te verkrijgen.
  9. Spoel de wafer gedurende 20 seconden met DI-water en droog het voor 10 sec met N 2 gas (b3 in figuur 1b). Gebruik de gefabriceerde wafer als meester mal voor polydimethylsiloxaan (PDMS) casting in afdeling 2.

2. Fabricage van de HFMD door middel van PDMS Casting

  1. Gebruik de patroon wafer verkregen in deel 1 als de meester mal voor PDMS casting.
  2. Meng de PDMS prepolymeer en hardingsmiddel homogeen in een gewichtsverhouding van 10: 1; bijvoorbeeld, gebruik 1 g verharder 10 g PDMS pre-PolymER.
  3. Giet het PDMS prepolymeer in de master mal en ontgas het voor 1 uur in een vacuümkamer (b4 in figuur 1b).
  4. Plaats de meester mal met de PDMS prepolymeer in een oven bij 65 ° C gedurende 3 uur.
  5. Snijd de uitgeharde PDMS in de grootte van een enkele chip met een scherp scalpel. Trek voorzichtig de uitgeharde PDMS replica van de master mal met de hand.
  6. Herhaal stap 2,2-2,5 een identieke PDMS replica te verkrijgen.
  7. Punch en uitlaat gaten in een van de replica's met een gat-perforator met een iets kleinere diameter dan de buitendiameter van de verbindingsslangen.
  8. Toepassen lucht plasmabehandeling het bindingsgebied van elk replica met een corona behandelingsinrichting. 34
    Let op: Gebruik de corona treater in een gebied met een goede ventilatie om ozon afzettingen te voorkomen.
  9. Drop 5 ul van methanol op de air-plasma behandelde gebieden. Fijn uitlijnen twee identieke PDMS replica's aan de HFMD fabriceren met de hand manipu ning en controleer de uitlijning via een microscoop (b5 in figuur 1b).
    Opmerking: De lucht-plasma behandeld PDMS replica's zijn vrij plakkerig en moeilijk te manipuleren. Aldus 5 pl methanol wordt toegevoegd aan de lucht plasma behandelde oppervlak om als een smeermiddel.
  10. Plaats de HFMD in een oven ingesteld op 65 ° C geïncubeerd om de binding tussen twee PDMS replica (b6 in figuur 1b) versterken. Binding twee identieke replica PDMS aan de hoogte van het microkanaal van de HFMD verhogen en verstopping van microdruppels in de microfluïdische kanalen te vermijden tijdens bedrijf.

figure-protocol-1
Figuur 1: Overzicht van de HFMD Fabrication Procedure (a) Ontwerpparameters van de fotomasker voor HFMD.. (B) Illustratie van de fabricage procedure voor de HFMD.ftp_upload / 52813 / 52813fig1large.jpg "target =" _ blank "> Klik hier om een ​​grotere versie van deze figuur te bekijken.

3. Voorbereiding van NIPAAm-rijke (N-rijk) en NIPAAm-arme (N-slecht) Phases door Phase Scheiding van Oververzadigde NIPAAm

  1. Ontbinden NIPAAm monomeer in DI water bij een w / w-verhouding van 1: 1 met behulp van een vortex mixer; bijvoorbeeld, los 10 g NIPAAm in 10 ml DI water (eerste beeld van Figuur 2a).
    Let op: Zodra de NIPAAm monomeer volledig bij kamertemperatuur wordt opgelost, troebel (tweede beeld van figuur 2a) lijkt de oplossing. Dit fenomeen is het eerste signaal dat oplosbaarheid geïnduceerde fasescheiding van de oververzadigde NIPAAm monomeer succes plaatsgevonden.
  2. Laat de monomeeroplossing te rusten in een verticale positie bij kamertemperatuur gedurende ten minste 15 min. De bovenste fase is de N-rijke fase en de onderste dichtere fase de N-arme fase (derde beeld van Figuur 2a). De dichtheden van the N-rijk en N-arme fasen zijn 0,93 ± 0,01 en 0,99 ± 0,01 g cm -3, resp. 15
  3. Wanneer het grensvlak tussen de twee fasen duidelijk wordt zorgvuldig uit 2 ml monomeeroplossing van het N-rijke en N-arme fase zonder deze interface verstoren door een pipet.
  4. Voeg 4 mg N, N'-methylenebisacrylamide (MBAAm) als crosslinker en 4 mg 4- (2-hydroxyethoxy) fenyl- (2-hydroxy-2-propyl) keton als fotoinitiator de uitgepakte N-rijk en N -Slechte monomeeroplossingen core fluïda 1 en 2 voor de lage concentratie verknopingsmiddel (2 mg ml-1) monster (b1 en b2 in figuur 2b) te bereiden.
  5. Herhaal vorige stap 3,3 en voeg 80 mg MBAAm en 4 mg 4- (2-hydroxyethoxy) fenyl- (2-hydroxy-2-propyl) keton in elk van geëxtraheerde N-rijke en arme N-monomeeroplossing core vloeistoffen bereiden 1 en 2 voor de hoge crosslinker concentratie (40 mg ml-1) monster (b3 en b4 in Figure 2b).
  6. Los 10 gew% olie surfactant in minerale olie aan de omhulselvloeistof (b5 figuur 2b) te bereiden.

figure-protocol-2
Figuur 2:. Materiaal Voorbereiding voor Janus Microhydrogel Synthesis (a) Bereiding van N-rijke en N-arme monomeer oplossingen door middel van fasescheiding van oververzadigd NIPAAm. (B) Details van de materialen en experimentele opstelling gebruikt in het protocol. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

4. Synthese van Janus Microhydrogels Met behulp van de HFMD

  1. Load 2 ml kern fluïda 1 en 2 (b1, b2 en b3, b4 in Fi guur 2b) en de omhulselvloeistof (b5 figuur 2b) in drie afzonderlijke 3 ml spuiten.
  2. Monteer het spuiten in de spuitpompen en sluit elke spuit met de geschikte vloeistof inlaat van de HFMD behulp buis (figuur (b). Gebruik slang aan de fluïdumuitlaat van de HFMD sluiten op een verzamelreservoir.
  3. Stel de spuitpompen en trekken vocht kern 1 en 2 en omhullingfluïdum met stroomsnelheden van 2, 2, en 10 pl min -1, respectievelijk.
  4. (Optioneel) Stel de stroomsnelheid van vloeistoffen kern 1 en 2 de relatieve volumeverhoudingen van elke zijde van de Janus microdruppels passen.
  5. Plaats de UV-lichtbron loodrecht ongeveer 1 cm afstand van het verzamelreservoir. Schakel de UV-lichtbron en visueel volgen de continue productie van Janus microhydrogels.
    Let op: Gebruik UV-beschermende-bril bij het ​​monitoren van microhydrogel productie.
  6. Verzamel de gefabriceerde Janus microhydrogels in een conische buis en was ze met behulp van IPA. Dan, centrifuge de conische buis (780 g gedurende 5 min) naar de af te wikkelenmicrohydrogels.
  7. Herhaal stap 4.6 een paar keer om de minerale olie volledig rond de Janus microhydrogels verwijderen.
  8. Herhaal stap 4.6 maar gebruik DI-water met een water oppervlakte-actieve stof van 0,005% (v / v) in plaats van IPA aan de overgebleven IPA te verwijderen rond de Janus microhydrogels.
  9. Bewaar volledig gewassen Janus microhydrogels in een 10 ml flacon met DI-water.

5. Analyse van de Anisotropisch Thermo-responsiviteit van Janus Microhydrogels

  1. Gebruik een pipet om Janus microhydrogels gesynthetiseerd uit hoofdstuk 4 te plaatsen in een 24-wells plaat. Laat de microhydrogels bezinken gedurende 15 seconden totdat een monolaag wordt gevormd op het bodemoppervlak van de put.
  2. Verkrijg een beeld van de Janus microhydrogel bij 24 ° C met een rechte optische microscoop met een 5X objectieflens.
  3. Stel een thermo-elektrische module onder de controle wells plaat en de spanning van de module om de temperatuur van de oplossing die Janus micro vergrotenhydrogelen tot 32 ° C.
  4. Verkrijg een beeld van de Janus microhydrogel bij 32 ° C opnieuw met een rechte optische microscoop met een 5X objectieflens.
  5. Herhaal stap 5,2-5,4 24 keer, en zorg ervoor dat een andere Janus microhydrogel voor statistische analyse te kiezen.
  6. Van de 25 beelden van verschillende Janus microhydrogels bij 24 en 32 ° C, meten van de straal van de PN-rijke en PN-arme delen van de Janus microhydrogels behulp van beeldanalyse software volgens de instructies van de fabrikant.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Figuur 3a toont een schematische weergave van de experimentele opstelling gebruikt om Janus microhydrogels synthetiseren via de HFMD. De N-rijke en N-arme fasen werden precies in de HFMD geïnjecteerd als kern fluïda 1 en 2 en daarna samengevoegd en verdeeld in Janus microdruppels in de opening van het omhulsel vloeistof minerale olie vanwege de capillaire Rayleigh instabiliteit. Bijgevolg zijn Janus microdruppeltjes uit N-rijke en N-arme fase met succes gegenere...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Twee niet-mengbare basismaterialen dienen veelal de Janus microhydrogels synthetiseren. Tot voor kort werden Janus microhydrogels bestaande uit hetzelfde basismateriaal zelden waargenomen en gerapporteerd Janus microhydrogels had geen duidelijke interne morfologie als gevolg van de verstoring van de mengbaarheid van de samenstellende materialen. 35, 36 In dit protocol tonen we een werkwijze Janus microhydrogels volledig samengesteld van de interne basismateriaal, PNIPAAm, met een duidelijk verzuilde structuur...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs verklaren dat ze geen concurrerende financiële belangen hebben.

Dankbetuigingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit werk werd ondersteund door de National Research Foundation of Korea (NRF) subsidie gefinancierd door de Koreaanse regering (MSIP (Nos. 2014R1A2A1A01006527 en 2011-0030075).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Silicon waferLG Siltron4", Test gradeWafer voor master mold fabricage
AcetoneSamchun Pure ChemicalA0097Reiniging silicium wafer
Isopropyl alcohol (IPA)Daejung Chemicals & Metals5035-4404Reiniging silicium wafer
Water purification systemMerck MilliporeEMD Millipore RIOs Essential 5Voorbereiden  gedeïoniseerd water
O2 plasma machineFemto ScienceVITA-AReiniging silicium wafer
SU-8 2150 negatieve fotoresistMicroChemY111077 0500L1GLFotoresist voor master mold fabricage
Hot plateMisung ScientificHP330D, HP150DSU-8 bakken
SU-8 developerMicrochemY020100 4000L1PESU-8 ontwikkelen
Mask aligner systeem voor fotolithographieShinu Mst Co.CA-6MFotolithographie
Sylgard 184 siliconen elastomeer kitDow Corning1064891PDMS gietvorm
Laboratory Corona TreaterElectro-technic Products Inc.Model BD-20ACPDMS luchtplasma behandeling 
N-isopropylacrylamide (NIPAAm)Sigma-Aldrich415324-50GMonomeer
N,N'-methyleenbisacrylamide (MBAAm)Sigma-Aldrich146072-100GCrosslinker van NIPAAm
4-(2-hydroxyethoxy)fenyl-(2-hydroxy-2-propyl)keton, Irgacure 2959BASF55047962Foto-initiator van NIPAAm
ABIL EM 90Evonik Industries201109Tensioactieve stof voor olie
Vortex mixerScientific Industries Inc.Vortex-Genie 2Mixen
Tygon slangSaint-GobainI.D. 1/32", O.D. 3/32", Wand 1/32"Verbindende slang tussen spuiten en HFMD
UV lichtbronHamamatsuSpot lichtbron LC8Polymerisatie van NIPAAm naar PNIPAAm
Spuiten, NORM-JECT (3 ml)Henke-Sass Wolf GmbH22767Laden van materialen
SpuitenpompKD ScientificKDS model 200Perfusie van materialen
Tegitol Type NP-10Sigma-AldrichNP10-500MLTensioactieve stof voor water
Oil red OSigma-AldrichO0625-25GKleurstof voor N-rijke fase
Oil Blue NSigma-Aldrich391557-5GKleurstof voor N-rijke fase
Gele voedselkleurstofEdentown F&BNAKleurstof voor N-arme fase
Groene voedselkleurstofEdentown F&BNAKleurstof voor N-arme fase
VoedingAgilentE3649AVoeding voor thermo-elektrisch module
Thermo-elektrisch modulePeltierFALC1-12710T125Temperatuur controle
Centrifuge machineLabogene1248RSedimentatie van microhydrogels
24-well plaatSPL Life Sciences32024Reservoir voor observatie
Optische microscoopNikonECLIPSE 80iOptische observatie
Beeldanalyse softwareIMT i-Solution Inc.iSolutions DTMeting van straal

Referenties

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Hoffman, A. S. Hydrogels for biomedical applications. Adv. Drug Delivery Rev. 54 (1), 3-12 (2002).
  2. Qiu, Y., Park, K. Environment-sensitive hydrogels for drug delivery. Adv. Drug Delivery Rev. 53 (3), 321-339 (2001).
  3. Hirokawa, Y., Tanaka, T. Volume phase transition in a nonionic gel. J. Chem. Phys. 81 (12), 6379-6380 (1984).
  4. Bae, Y. H., Okano, T., Hsu, R., Kim, S. W. Thermo-sensitive polymers as on-off switches for drug release. Macromol. Rapid Commun. 8 (10), 481-485 (1987).
  5. Yoshida, R., et al. Comb-type grafted hydrogels with rapid deswelling response to temperature changes. Nature. 374 (6519), 240-242 (1995).
  6. Tanaka, T. Collapse of gels and the critical endpoint. Phys. Rev. Lett. 40 (12), 820-823 (1978).
  7. Tanaka, T., et al. Phase transitions in ionic gels. Phys. Rev. Lett. 45 (20), 1636-1639 (1980).
  8. Zhao, Y. L., Stoddart, J. F. Azobenzene-based light-responsive hydrogel system. Langmuir. 25 (15), 8442-8446 (2009).
  9. Alvarez-Lorenzo, C., Bromberg, L., Concheiro, A. Light-sensitive intelligent drug delivery systems. Photochem. Photobiol. 85 (4), 848-860 (2009).
  10. Tanaka, T., Nishio, I., Sun, S. T., Ueno-Nishio, S. Collapse of gels in an electric field. Science. 218 (4571), 467-469 (1982).
  11. Kwon, I. C., Bae, Y. H., Kim, S. W. Electrically credible polymer gel for controlled release of drugs. Nature. 354 (6351), 291-293 (1991).
  12. Obaidat, A. A., Park, K. Characterization of protein release through glucose-sensitive hydrogel membranes. Biomaterials. 18 (11), 801-806 (1997).
  13. Kataoka, K., Miyazaki, H., Bunya, M., Okano, T., Sakurai, Y. Totally synthetic polymer gels responding to external glucose concentration: their preparation and application to on-off regulation of insulin release. J. Am. Chem. Soc. 120 (48), 12694-12695 (1998).
  14. Heskins, M., Guillet, J. E. Solution properties of poly(N-isopropylacrylamide). J. Macromol. Sci. Part A Pure Appl. Chem. 2 (8), 1441-1455 (1968).
  15. Sasaki, S., Okabe, S., Miyahara, Y. Thermodynamic properties of N-isopropylacrylamide in water: solubility transition, phase separation of supersaturated solution, and glass formation. J. Phys. Chem. B. 114 (46), 14995-15002 (2010).
  16. Bromberg, L., Alakhov, V. Effects of polyether-modified poly(acrylic acid) microgels on doxorubicin transport in human intestinal epithelial Caco-2 cell layers. J. Controlled Release. 88 (1), 11-22 (2003).
  17. Coughlan, D. C., Quilty, F. P., Corrigan, O. I. Effect of drug physicochemical properties on swelling/deswelling kinetics and pulsatile drug release from thermoresponsive poly(N-isopropylacrylamide) hydrogels. J. Controll. Release. 98 (1), 97-114 (2004).
  18. Bergbreiter, D. E., Case, B. L., Liu, Y. S., Caraway, J. W. Poly(N-isopropylacrylamide) soluble polymer supports in catalysis and synthesis. Macromolecules. 31 (18), 6053-6062 (1998).
  19. Lapeyre, V., Gosse, I., Chevreux, S., Ravaine, V. Monodispersed glucose-responsive microgels operating at physiological salinity. Biomacromolecules. 7 (12), 3356-3363 (2006).
  20. Hoare, T., Pelton, R. Engineering glucose swelling responses in poly(N-isopropylacrylamide)-based microgels. Macromolecules. 40 (3), 670-678 (2007).
  21. Xu, S., Zhang, J., Paquet, C., Lin, Y., Kumacheva, E. From hybrid microgels to photonic crystals. Adv. Funct. Mater. 13 (6), 468-472 (2003).
  22. Clarke, J., Vincent, B. Stability of non-aqueous microgel dispersions in the presence of free polymer. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1. 77 (8), 1831-1843 (1981).
  23. Mears, S. J., Deng, Y., Cosgrove, T., Pelton, R. Structure of sodium dodecyl sulfate bound to a poly (NIPAM) microgel particle. Langmuir. 13 (7), 1901-1906 (1997).
  24. Shah, R. K., Kim, J. W., Agresti, J. J., Weitz, D. A., Chu, L. Y. Fabrication of monodisperse thermosensitive microgels and gel capsules in microfluidic devices. Soft Matter. 4 (12), 2303-2309 (2008).
  25. Jack, C. R., Forbes, G., Dewanjee, M. K., Brown, M. L., Earnest, F. Polyvinyl alcohol sponge for embolotherapy: particle size and morphology. Am. J. Neuroradiol. 6 (4), 595-597 (1985).
  26. Derdeyn, C. P., Moran, C. J., Cross, D. T., Dietrich, H. H., Dacey, R. G. Polyvinyl alcohol particle size and suspension characteristics. Am. J. Neuroradiol. 16 (6), 1335-1343 (1995).
  27. Han, K., et al. Effect of flow rates on generation of monodisperse clay-poly(N-isopropylacrylamide) embolic microspheres using hydrodynamic focusing microfluidic device. Jpn. J. Appl. Phys. 50 (6), 06-12 (2011).
  28. Seo, K. D., Doh, J., Kim, D. S. One-step microfluidic synthesis of Janus microhydrogels with anisotropic thermo-responsive behavior and organophilic/hydrophilic loading capability. Langmuir. 29 (49), 15137-15141 (2013).
  29. Seo, K. D., Kim, D. S. Microfluidic synthesis of thermo-responsive poly(N-isopropylacrylamide)-poly(ethylene glycol) diacrylate microhydrogels as chemo-embolic microspheres. J. Micromech. Microeng. 24 (8), 085001(2014).
  30. Seo, K. D., Kwak, B. K., Kim, D. S., Sánchez, S. Microfluidic-assisted fabrication of flexible and location traceable organo-motor. IEEE Trans. Nanobiosci. 14 (3), 298-304 (2015).
  31. Seo, K. D., Kim, D. S., Sánchez, S. Fabrication and application of complex-shaped microparticles via microfluidics. Lab Chip. , (2015).
  32. Shah, R. K., Kim, J. W., Weitz, D. A. Janus supraparticles by induced phase separation of nanoparticles in droplets. Adv. Mater. 21 (19), 1949-1953 (2009).
  33. Lone, S., et al. Microfluidic synthesis of Janus particles by UV-directed phase separation. Chem. Commun. 47 (9), 2634-2636 (2011).
  34. Hauber, K., Drier, T., Beebe, D. PDMS bonding by means of a portable, low-cost corona system. Lab chip. 6 (12), 1548-1549 (2006).
  35. Nisisako, T., Torii, T., Takahashi, T., Takizawa, Y. Synthesis of monodisperse bicolored Janus particles with electrical anisotropy using a microfluidic co-flow system. Adv. Mater. 18 (9), 1152-1156 (2006).
  36. Seiffert, S., Romanowsky, M. B., Weitz, D. A. Janus microgels produced from functional precursor polymers. Langmuir. 26 (18), 14842-14847 (2010).
  37. Peppas, N. A., Hilt, J. Z., Khademhosseini, A., Langer, R. Hydrogels in biology and medicine: from molecular principles to bionanotechnology. Adv. Mater. 18 (11), 1345-1360 (2006).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

PNIPAAm synthesehydrodynamische focusseringUV polymerisatiemicroflu disch apparaatfasescheidingcrosslinker MBAAmtoevoeging van foto initiator

Gerelateerde artikelen