Name: Encapsulation en permeabiliteit Kenmerken van plasma-gepolymeriseerde holle deeltjes (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-08-16T12:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 27 s
Description: Leer hoe je nanopartikels met plasma-polymeer coat om de afgifte van kernmateriaal te regelen. Deze methode maakt gecontroleerde afgifte mogelijk voor toepassingen in geneesmiddelenafgifte.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Dit werk werd ondersteund door Grant No cbet-0651283 van de Amerikaanse National Science Foundation en Grant No 117041PO9621 van Advanced Cooling Technology.

1. Voorbereiding van silica nanopartikels voor Deposition <ol><li> Te beginnen met droge silica poeder, de voorbereiding van de steekproef voor het coaten door eerst het elimineren van grote aggregaten. </li><li> Was silica deeltjes (diameter van 200 nm, gekocht van Gel-Tec Corp) met ethanol (190 proof zuiver) en laat het monster onder een afzuigkap totdat al het vocht is verdampt met ethanol. </li><li> Zeef deeltjes door een reeks metalen mazen (US # 100-400) om resterende agglomeraties breken. </li><li> Plaats deeltjes en een magnetische roerstaaf in de buisvormige reaktor, zoals weergegeven in figuur 1. Deeltjes worden geplaatst in de plasmazone. </li><li> Sluit de glazen reactor door het plaatsen van een O-ring tussen twee flenzen aan het eind van de glazen buis en aan het eind van de buis aangesloten op de pomp. </li><li> Installeer de RVS klemring rond de flenzen en met de hand de schroef rond de klem. </li></ol> 2.Voorbereiding van het vacuümsysteem <ol><li> Vul de vloeibare stikstof trap, dan kan de oppervlakte van de val koud. Wacht 5 minuten. </li><li> Voeg isopropanol in het opvangvat en te sluiten op de plasma reactor. </li><li> Sluit de waterpijp door het plaatsen van een rubberen o-ring om de metalen pijp en draai de moer tot aan de plaats van de leiding naar bubbler aansluiting wordt verzegeld. </li></ol> 3. Plasma afzetting <ol><li> Plaats de bubbler in een waterbad met een temperatuur van 34 ± 2 ° C. </li><li> Zet de argon gasstroom controller en voer 6,00 SCCM als de ingestelde waarde. </li><li> Open geleidelijk de afsluiter, dat de glazen buis wordt aangesloten op de pomp terwijl de pomp werkt. Zorgvuldig Voer deze stap, omdat plotselinge afname van de druk kan ertoe leiden dat de deeltjes te worden weggeblazen door de stroom. Wacht tot de druk bereikt 200 mTorr, laat dan de poort klep volledig open. </li><li> Plaats de magnetische roerder onder de glazen buis en de snelheid op 100 ruur. </li><li> Sluit de aluminium ring rond de buisvormige glazen reactor om de radiofrequentie, RF, generator en sluit de RVS klem op de grond. </li><li> Zet de bijpassende netwerk (ENI MW-5D) en daarna zet de AC-lijn en de RF-generator inschakelen. Stel het vermogen bij 30 W voor het gehele proces. </li><li> Na een bepaalde duur van de tijd (10, 20, of 40 min) schakelt u de bijbehorende netwerk, RF-generator, en de AC-stroom, respectievelijk. </li><li> Sluit de terugslagklep en schakel vervolgens de argon debiet te regelen. Koppel het opvangvat van het ventiel en geleidelijk aan de reactor de druk te verhogen tot sfeervol. </li><li> Open de klem en breng de deeltjes van de buis in een plastic schaal met een metalen spatel. </li></ol> 4. Voorbereiding van de holle deeltjes door ontbinding van kernmateriaal <ol><li> Het monster wordt onder een zuurkast voor het gehele proces van het toevoegen van fluorwaterstofzuur. </li><li> Fluorwaterstofzuur is een zeer corrosive zuur en de blootstelling van de ogen en de huid om het te kunnen blijvende schade veroorzaken. Gebruik veiligheidsbril met een vizier en een laboratoriumjas bij het hanteren van HF. </li><li> Meng 10 ml van waterstoffluoride (49% Aldrich) met 10 ml gedeioniseerd water en toegevoegd aan de kunststof schaal dat de beklede deeltjes bevat. </li><li> Plaats de kunststof schotel op een magnetische roerder en laat de kern op te lossen gedurende 24 uur. </li><li> Na een dag verdunningen met 50 ml gedeïoniseerd water en centrifugeer het monster gedurende 1 uur. Gooi de vloeistoflaag aan de bovenzijde in een plastic houder en overbrengen van de onderste laag dat de deeltjes bevat in een plastic petrischaal. </li><li> Voeg 50 ml gedeïoniseerd water en vortex het monster opnieuw centrifugeren het. Gooi de toplaag en breng het deeltje laag in een schone petrischaal. </li><li> Was de deeltjes met ethanol, droge lucht het monster, en over te dragen holle deeltjes in een flacon met dop en houden de deeltjes in een exsiccator. </li></ol> 5. Characterization van Permeabiliteit (Rate of Core Release) Materialen: Kaliumchloride voor kernmaterialen <ol><li> Bereid 0,001 molaire kaliumchloride (KCl)-oplossing door het mengen van 0,0745 gram KCl met 1 liter gedemineraliseerd water. </li><li> Vul de glazen fles van constante output verstuiver model 3076 en installeert u de dop van de fles. </li><li> Sluit de persluchtslang een membraan droger, die is verbonden met de gasinlaat van de verstuiverschijf. Dan een filter aan de afvoerslang om KCl nanodeeltjes te verzamelen. </li><li> Open geleidelijk de perslucht ventiel en laat de luchtstroom door het membraan droger. Laat de deeltjes zich ophopen in het filter voor 5 uur. </li><li> Sluit de perslucht ventiel en verwijder voorzichtig de filter en het verzamelen van de deeltjes. Plaats de deeltjes in een exsiccator voor het coatingproces. </li><li> Volg Protocol nr. 2 en 3 om uniform te gecoate KCl deeltjes te verkrijgen. </li><li> Meng gecoat KCl met 10 ml gedeïoniseerd water in een glazen flacon. Om volledig meng het monster, laat een magnetische roerder in de oplossing en laat het op een magneetroerder. Incubeer het monster bij 25 ° C. </li><li> Plaats de geleidbaarheidsmeter sonde (Thermo Orion model 105) in de flacon en noteer de geleidbaarheid meer dan 30 dagen. </li></ol> 6. Representatieve resultaten We hebben toegepast proces verschillende kernmateriaal, waaronder oxiden (silica), zouten (KCl) metalen (Al), zoals in figuur 2. Transmissie-elektronenmicroscoop werd gebruikt om de radiale uniformiteit van de films te bevestigen en de dikte meten. Wij hebben succes beklede deeltjes varieert van 37 nm tot 200 nm in diameter (figuur 2) maar er is geen wezenlijke beperking van de grootte van deeltjes die kunnen worden behandeld door deze werkwijze. De mate van afzetting schaal ongeveer 1 nm / min. Deze tamelijk langzaam maakt het mogelijk om de dikte van de folies vrij controlenauwkeurig via de depositie tijd. De plasma-gepolymeriseerde schaal is een permeabele barrière, zoals blijkt uit het feit dat het kernmateriaal kan verwijderd door etsen of oplossen. Figuur 3 toont de holle schalen die achterblijven na de silica kern verwijderd. Het verwijderen van de kern is voltooid en de uniformiteit en radiale dikte van de folies vrij hoog. Voor de evaluatie van de permeabiliteit door deze films, overgestapt op KCl als het kernmateriaal na de ontbinding van KCl kan gemakkelijk gecontroleerd worden door de ionische geleidbaarheid van de oplossing. Figuur 4 toont de afgifte van KCl van de kern vier monsters met verschillende dikte 20 nm, 40 nm, 75 nm en 95 nm. Gecoate KCl deeltjes werden gesuspendeerd in water en de geleidbaarheid van de oplossing werd gevolgd gedurende een periode van 30 dagen. Naast de vier monsters werd een controle die bestaat uit bekleed KCl deeltjes bewaakt. Ongecoat KCl deeltjes dissolve binnen zeer korte tijd van ongeveer 1 minuut. Daarentegen, gecoat KCl geeft een significant lagere afgiftesnelheid. Het afgifteprofiel van de beklede deeltjes wordt gekenmerkt door eerste piekafgifte die plaats vindt in de eerste uur, gevolgd door een veel vertraagde vrijgave die meerdere dagen in beslag, afhankelijk van de dikte van de film. <img alt="Figuur 1" src="/files/ftp_upload/4113/4113fig1.jpg" /> Figuur 1. Schematische weergave van de bereiding van nanodeeltjes, plasmadepositie, en holle deeltjesvorming. <img alt="Figuur 2" src="/files/ftp_upload/4113/4113fig2.jpg" /> Figuur 2. TEM beelden van papier (a), (b) silicadeeltjes met d = 200 nm, (c) siliciumoxide deeltjes met d = 37 nm, (d) aluminium met d ~ 100 nm, en (e) KCl deeltje d = 100 nm <img alt="Figuur 3" src="/files/ftp_upload/4113/4113fig3.jpg" /> Figuur 3. TEM beelden van holle deeltjes na het etsen van de (a), (b) silica kern met een diameter van 200 nm, en (c) KCl kern. <img alt="Figuur 4" src="/files/ftp_upload/4113/4113fig4.jpg" /> Figuur 4. Effect van wanddikte over de introductie profiel. De inzet grafiek toont de afgifte in de eerste uur.

<ol><li>Xu, X., Asher, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+Utilization+of+Monodisperse+Hollow+Polymeric+Particles+in+Photonic+Crystals%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Synthesis and Utilization of Monodisperse Hollow Polymeric Particles in Photonic Crystals.</a> Journal of the American Chemical Society. 126, 7940-7945 (2004).</li>
<li>Lou, X., Archer, L., Yang, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hollow+Micro-%2Fnanostructures%3A+Synthesis+and+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Material%22%5BJournal%5D)">Hollow Micro-/nanostructures: Synthesis and Applications.</a> Advanced Material. 20, (2008).</li>
<li>Kim, D. J., Kang, J. Y., Kim, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coating+of+TiO2+Thin+Films+on+Particles+by+a+Plasma+Chemical+Vapor+Deposition+Process%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Powder+Technology%22%5BJournal%5D)">Coating of TiO2 Thin Films on Particles by a Plasma Chemical Vapor Deposition Process.</a> Advanced Powder Technology. 21, 136-140 (2010).</li>
<li>Marino, E., Huijser, T., Creyghton, Y., van der Heijden, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+Coating+of+Copper+Oxide+Nanoparticles+Using+Atmospheric+Pressure+Plasmas%5BTitle%5D)+AND+%22Surface+and+Coatings+Technology%22%5BJournal%5D)">Synthesis and Coating of Copper Oxide Nanoparticles Using Atmospheric Pressure Plasmas.</a> Surface and Coatings Technology. 201, 9205-9208 (2007).</li>
<li>Hakim, L., King, D., Zhou, Y., Gump, C., George, S., Weimer, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoparticle+Coating+for+Advanced+Optical%2C+Mechanical+and+Rheological+Properties%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Functional+Materials%22%5BJournal%5D)">Nanoparticle Coating for Advanced Optical, Mechanical and Rheological Properties.</a> Advanced Functional Materials. 17, 3175-3181 (2007).</li>
<li>Kim, S. H., Kim, J., Kang, B., Uhm, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Superhydrophobic+CFx+Coating+via+In-Line+Atmospheric+RF+Plasma+of+He-CF4-H2%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Superhydrophobic CFx Coating via In-Line Atmospheric RF Plasma of He-CF4-H2.</a> Langmuir. 21, 12213-12217 (2005).</li>
</ol>

Geen belangenconflicten verklaard.

Een van de grootste uitdagingen in de coating nanodeeltjes is het bieden van een compatibele chemie tussen coating en het substraat 1,2. De methode beschreven heeft het voordeel dat het niet-specifieke materiaal. Plasma polymeren vertonen uitstekende hechting aan diverse substraten, waaronder harde metalen (figuur 2 (c)), kiezelaarde (figuur 2 (c)), silicium of zachte materialen (bijvoorbeeld polymeren) zonder speciale oppervlaktebehandeling 3 , 4,5. De techniek he...

<table border="1"><tbody><tr><td> Silicadeeltjes </td><td> Geltech Inc </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Kaliumchloride (kristallen) </td><td> Merck Chemicals Inc </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Isopropylalcohol (99,9%) </td><td> Sigma-Aldrich </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Fluorwaterstofzuur (48-51%) </td><td> VWR </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Buizen en flenzen </td><td> Swagelok </td><td></td><td> diameter van ¼ en 1 inch </td></tr><tr><td> ruwen pomp </td><td> Edwards </td><td></td><td></td></tr><tr><td> vloeibare stikstof trap </td><td> A &amp; N Corporation </td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

encapsulation en permeabiliteit kenmerken van plasma-gepolymeriseerde holle deeltjes

Encapsulation and Permeability Characteristics of Plasma Polymerized Hollow Particles

In dit protocol zijn core-shell nanostructuren gesynthetiseerd door plasma-geassisteerde chemische damp depositie. Wij produceren een amorfe barrière door plasmapolymerisatie van isopropanol op verschillende vaste substraten, zoals silica en kaliumchloride. Deze veelzijdige techniek wordt gebruikt om nanodeeltjes en nanopoeders behandelen met variërend van 37 nm tot 1 micron, door het afzetten van films met een dikte kan overal van 1 nm tot boven 100 nm. Ontbinding van de kern stelt ons in staat de studie van de mate van permeatie door de film. In deze experimenten hebben we bepalen diffusiecoëfficiënt KCl door de barrière film coaten KCL nanokristallen vervolgens controle van de ionische geleidbaarheid van de beklede deeltjes in water. Het primaire belang in dit proces is de inkapseling en vertraagde afgifte van opgeloste stoffen. De dikte van de schelp is een van de onafhankelijke variabelen waarmee we de controle van de snelheid van release. Het heeft een sterk effect op de snelheidvan de release, die stijgt van een zes uur durende release (wanddikte is 20 nm) om een ​​lange-termijn versie meer dan 30 dagen (wanddikte is 95 nm). Het afgifteprofiel toont een karakteristiek gedrag voor een snelle afgifte (35% van de uiteindelijke materiaal) in de eerste vijf minuten na het begin van de oplossing en een langzamere afgifte tot alle van de kern materialen komen.

We hebben plasma geassisteerde chemische damp depositie van dunne films, variërend van een paar nm tot enkele 100 nm op de nano-deeltjes van verschillende materialen te storten. We vervolgens etsen kernmateriaal holle nanocapsules waarvan permeabiliteit wordt geregeld door de dikte van het reservoir te produceren. We karakteriseren de doorlaatbaarheid van deze coatings aan kleine opgeloste stoffen en aantonen dat deze barrières kunnen vertraagde afgifte van het kernmateriaal te bieden over meerdere dagen.

Encapsulation en permeabiliteit Kenmerken van plasma-gepolymeriseerde holle deeltjes

In dit protocol worden core-shell-nanostructuren gesynthetiseerd via plasma-ondersteunde chemische dampafzetting. We produceren een amorfe barrière door middel van plasma...

Het algemene doel van dit experiment is om nanodeeltjes, nanopoeders of geneesmiddeldeeltjes te coaten met een plasmapolymeer om de afgifte van het kernmateriaal te beheersen. Begin met de bereiding van siliciumnanodeeltjes of calciumchloride-nanopoeders voor depositie door eventuele agglomeraten te verbreken. Plaats de deeltjes vervolgens in een plasmareactor en coat de nanodeeltjes door plasmapolymerisatie van isopropanol middels plasma-enhanced chemical vapor deposition.Vervolgens, om de permeabiliteit van de afgezette schaal te bepalen, worden de kernmaterialen opgelost in een geschikt oplosmiddel terwijl de concentratie wordt gemonitord; de verkregen resultaten tonen de permeabiliteit van het kernmateriaal aan op basis van metingen van de ionische geleidbaarheid in een suspensie van gecoate deeltjes in water. Het idee voor deze methode is afkomstig uit de literatuur over filmdepositie. Er is veel werk verricht naar plasmadepositie van dunne films op vlakke substraten, maar niet op deeltjes.Door de coatingmethode aan te passen voor deeltjes, openen we mogelijkheden voor nieuwe nanomaterialen. Een visuele demonstratie van deze methode is essentieel, aangezien verschillende stapp

encapsulation-permeability-characteristics-plasma-polymerized-hollow

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

We presenteren protocollen voor de 3-dimensionale (3D) het inkapselen van de cellen binnen synthetische hydrogels. De inkapseling procedure is beschreven voor de twee meest gebruikte methodes van verknoping (michael-type naast en licht geïnitieerde vrije radicalen mechanismen), evenals een aantal technieken voor het beoordelen van ingekapselde cel gedrag.

Cellulaire Encapsulation in 3D Hydrogelen voor Tissue Engineering

De combinatie van monodisperse druppel generatie met traagheid ordening van cellen en deeltjes, beschrijven we een methode om een ​​gewenst aantal cellen of deeltjes in te kapselen in een enkele druppel op kHz tarieven. We laten zien efficiëntie twee maal groter dan die van niet-geordende inkapseling voor enkel-en dubbel-deeltje druppels.

High Throughput Single-cel en Multiple-cel Micro-encapsulatie

We beschrijven de productie en karakterisering van nanodeeltjes en microdeeltjes samengesteld uit poly(melkzuur-co-glycolzuur) met behulp van vitamine E-TPGS als emulgator. Door formuleringsparameters zoals de concentratie van emulgator te variëren, is het mogelijk om nanodeeltjes te produceren met gemiddelde diameters variërend van 220 nm tot 1,98 µm.

PLGA-nanodeeltjes gevormd door enkelvoudige- of dubbele-emulsie met vitamine E-TPGS

Een plasma-geïnduceerde polymerisatie werkwijze beschreven voor het oppervlakte-geïnitieerde polymerisatie van polymeermembranen. Verdere postmodification van de geënte polymeer met meekleurende stoffen wordt gepresenteerd met een protocol van het uitvoeren permeabiliteitsmetingen van licht-responsieve membranen.

Voorbereiding van de Light-responsieve membranen door een gecombineerde oppervlakte-enting en Postmodification Proces

Een procedure voor de bereiding van poreuze hybride scheidingsmedia, bestaande uit een macroporeuze polymeermonoliet intern gecoat met een microporeuze coördinatiepolymeer met een groot oppervlak, wordt gepresenteerd.

Voorbereiding van de zeer poreuze Coordination Polymer Coatings op Macroporeuze Polymer Monoliths voor Enhanced Verrijking van fosfopeptiden

Het doel van dit protocol is om de bereiding en karakterisering van fysiek opgesloten, slecht oplosbare geneesmiddelen in micellaire geneesmiddelafgiftesystemen, samengesteld uit amfifiele blokcopolymeren, te beschrijven.

Bereiding en karakterisering van de individuele en multi-geneesmiddel beladen Fysiek Ingesloten Polymeer Micellen

Vloeibaar kristal nanodeeltje (LCNP) Nanodrager wordt benut als middel voor de gecontroleerde afgifte van een hydrofoob lading naar de plasmamembraan van levende cellen.

Gerichte plasmamembraan Levering van een hydrofobe Cargo ingekapseld in een Liquid Crystal nanodeeltjes Carrier

Een protocol voor de fabricage van holle polymeer deeltjes en microcapsules door radicaal polymerisatie met behulp van emulsies bestaande uit styreen, perfluoro -n-octaan en waterige SDS (natrium dodecylsulfate) oplossing wordt gepresenteerd.

Voorbereiding van holle polystyreen deeltjes en Microcapsules door radicaal polymerisatie van Janus druppels uit koolwaterstof en fluorkoolstof oliën

We bieden protocollen en representatieve gegevens voor het ontwerpen, assembleren en karakteriseren van polyelektrolyt complexe micelles, core-shell nanodeeltjes gevormd door polyelektrolyten en hydrofielgeladen-niet-geladen blokcopolymeren.

Montage en karakterisering van Polyelectrolyte Complex Micelles

Het huidige protocol beschrijft de fabricage van op poly (melkzuur-co-glycolzuur) gebaseerde zeer open poreuze microsferen (HOPM's) via de op single-emulsieformulering gebaseerde facile microfluïdische technologie. Deze microsferen hebben potentiële toepassingen in tissue engineering en drugsscreening.

Het fabriceren van zeer open poreuze microsferen (HOPM's) via microfluïdische technologie

Leer hoe je nanopartikels met plasma-polymeer coat om de afgifte van kernmateriaal te regelen. Deze methode maakt gecontroleerde afgifte mogelijk voor toepassingen in geneesmiddelenafgifte.

Encapsulation en permeabiliteit Kenmerken van plasma-gepolymeriseerde holle deeltjes

Meer video's verkennen