10 oktober 2013
Poly (ethyleenglycol) (PEG) brush-arm stervormige polymeren (BASPs) met nauwe massaverdeling en afstembare nanoscopische maten worden gesynthetiseerd via ringopening metathese polymerisatie (ROMP) een PEG-norborneen macromonomeer gevolgd door overdracht van gedeelten van de resulterende levende borstel initiator flesjes met verschillende hoeveelheden van een stijve, foto afsplitsbare bis-norborneen verknopingsmiddel.
Het algemene doel van het volgende experiment is om te leren hoe een reeks polyethyleenglycol of PEG-gebaseerde nanodeeltjes parallel te maken met behulp van ringopening metathesis, polymerisatie of rom. Dit doel wordt bereikt door eerst een geschikte macromonomeer en crosslinker te synthetiseren. Deze verbindingen definiëren de eigenschappen van de uiteindelijke nanodeeltjes in de tweede stap.
Het macromonomeer wordt gepolymeriseerd door romp om een batch van levende flesborstelpolymeren met peg-zijketens te verkrijgen. Vervolgens worden de levende flesborstelpolymeren overgebracht naar flesjes met verschillende hoeveelheden crosslinker om het groeien van nanodeeltjes te initiëren. Deze procedure kan een diverse reeks nanodeeltjes opleveren met molaargewichten die afhankelijk zijn van de hoeveelheid toegevoegde crosslinker en functionaliteit die wordt bepaald door de structuur van het macromonomeer en de crosslinker.
De molaargewichten kunnen vervolgens worden bepaald door gelpermeatiechromatografie. Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van bestaande methoden zoals vrije radicaalpolymerisatie, is dat het zeer snel op de werktafel kan worden uitgevoerd en kan worden gebruikt om een breed scala aan monomeren te polymeriseren die dicht gefunctionaliseerd en cly zijn. Visuele demonstratie van deze methode is cruciaal omdat, hoewel het eenvoudig is, het een aanzienlijke hoeveelheid multitasking vereist.
Het demonstreren van deze procedure vandaag zal Jenny Lu zijn, een afgestudeerde student uit mijn groep. Voeg eerst 300 milligram monoamine-getermineerd polyethyleenglycol 3000 of peg-amine 3000 toe aan een 40 milliliter scintillatieflesje, uitgerust met een roerstaaf. Voeg vervolgens drie milliliter anhydrous dimethylformamide of DMF toe aan het flesje om de peg-amine op te lossen.
Laat de oplossing roeren en licht verwarmen totdat alle peg-amine is opgelost. Na het toevoegen van 36 milligram Norbertine NHS Ester, sluit het flesje af en roer het reactiemengsel bij kamertemperatuur een nacht lang. Wanneer u klaar bent, verwijdert u de roerstaaf en voegt u ongeveer 35 milliliter koude ethylether toe aan de reactieloplossing.
Om het peg-macromonomeer te laten bezinken, filtert u het witte donzige precipitaat met behulp van een Büchner-trecht en was het uitgebreid met dathylether. Breng vervolgens het precipitaat over in een 20 milliliter scintillatieflesje en droog het 24 uur lang onder vacuüm. Om resterend dathylether te verwijderen om katalysator A te bereiden, voegt u 500 milligram grubs, tweede generatie katalysator toe aan een 20 milliliter scintillatieflesje.
Uitgerust met een roerstaaf, voegt u ongeveer 0,5 milliliter pur toe aan het flesje en observeert u de oplossing. Kleurverandering van rood naar groen. Laat de reactie even storen totdat alle rode kleur verdwenen is en de oplossing viskeus geworden is.
Als de rode kleur nog niet volledig verdwenen is, voegt u indien nodig meer purine toe. Vul vervolgens het reactieflesje met ongeveer 20 milliliter koude pentaan om complex A te laten bezinken. Gebruik indien nodig een spatel om het precipitaat te breken. Filtreer de suspensie met behulp van een buer-trecht om het groene precipitaat te verzamelen.
Was vervolgens het precipitaat met vier keer 15 milliliter koude pentaan. Breng de groene vaste stof over in een 20 milliliter scintillatieflesje en droog het een nacht lang onder vacuüm. Weeg in een drie milliliter flesje, uitgerust met een roerstaaf, zorgvuldig 65 milligram peg-macromonomeer af.
B. Indien nodig, gebruik een statische pistool om statische elektriciteit uit de flesjes en spatel te verwijderen. Na het toevoegen van 158 microliters tetra hydro FU of THF aan het flesje, sluit u het onmiddellijk af om solvverdamping te voorkomen. Laat de oplossing roeren en verwarm licht indien nodig, totdat alle macromonomeer is opgelost tot een drie milliliter flesje met 2,8 milligram katalysator A bij 466 microliters anhydrous hydrofurine om een zes milligram per milliliter katalysatoroplossing te geven.
Zodra het flesje is afgesloten, zwaai het voorzichtig zodat de katalysator volledig oplost, wat een donkergroene oplossing oplevert. Nadat de katalysatoroplossing in een spuit is overgebracht, plaatst u de naaldtip net boven het roerende macromonomeermengsel en voegt u snel 243 microliters van de oplossing toe aan het flesje. Sluit het flesje onmiddellijk af en laat het reactiemengsel 15 minuten roeren om de levende borstelinitator te vormen.
Een levende borstelinitator moet onmiddellijk worden gebruikt voor stap vijf. Voeg vervolgens zorgvuldig 3,6 milligram, 5,5 milligram en 7,3 milligram van een eerder bereid biz norbertine NBO-crosslinker toe aan drie afzonderlijke, drie milliliter flesjes uitgerust met roerstafjes. Als alternatief kan de crosslinker aan deze flesjes worden toegevoegd voordat u begint.
Stap vier, hierboven. Breng de oplossing van de levende borstelinitator over in een spuit. Plaats de naaldtip net boven de vaste crosslinker en voeg 123 microliters van de oplossing toe aan elk van de drie flesjes.
Sluit de flesjes onmiddellijk af en zet de roerplaat aan. Roer de drie borstelarmsterpolymeren of BSP-vormingsreacties bij kamertemperatuur tot voltooiing. BA-vorming met deze specifieke macromonomeer en crosslinker is in vier uur voltooid.
De reacties kunnen echter tot 24 uur worden achtergelaten zonder gevolgen. Doof de reacties door een druppel ethylvinylether toe te voegen. Roer gedurende 10 minuten om volledige doofheid te garanderen na verdunning, filtratie.
Analyseer de monsters door GPC. In dit onderzoek werden PEG-macromonomeren B een, B twee en B drie bereid uit verschillende PEG-immunbronnen en de BA-nanodeeltjevorming resultaten voor en na rigoureuze bereiding van hoogwaardige vloeistofchromatografie. Macromonomerzuivering werd vergeleken, hier getoond zijn GPC-sporen voor een verscheidenheid aan bass bereid uit B een, B
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Dit artikel demonstreert een snelle, parallelle synthesemethode voor het creëren van brush-arm star polymer (BASP) nanodeeltjes middels de "brush-first" benadering. Het proces maakt gebruik van ring-opening metathesis polymerisatie (ROMP) van norbornene-getermineerde poly(ethyleenglycol) (PEG) macromonomeren, gevolgd door crosslinking met een fotodegradeerbare bis-norbornene crosslinker. De methode maakt een efficiënte productie mogelijk van nanodeeltjes met instelbare eigenschappen, geschikt voor toepassingen in geneesmiddelafgifte, biologische beeldvorming en katalyse.
Snelle, parallelle synthese van fotodegradeerbare PEG-starpolymeren via de brush-first-methode maakt de efficiënte generatie van nanopartikels-bibliotheken mogelijk voor de vroege ontdekking van formuleringen voor drug delivery en beeldvorming. Deze aanpak ondersteunt high-throughput exploratie van structuur-eigenschaprelaties, waardoor de identificatie van kandidaten met optimale fysisch-chemische profielen wordt versneld. De compatibiliteit van de methode met omgevingscondities verlaagt operationele barrières en vergroot de flexibiliteit van het portfolio voor R&D-teams.
Deze synthesismethode, waarbij de borstel eerst wordt gevormd, bevindt zich op het snijvlak van vroege ontdekking en lead-identificatie, waardoor snelle generatie en screening van nanodeeltjeskandidaten mogelijk is voorafgaand aan de preklinische fase.