Przestrajalność nanogąbek pod względem wielkości i gęstości usieciowania

Podsumowanie

Ten artykuł opisuje proces dostrajania rozmiaru i gęstości sieciowania kowalencyjnie usieciowanych nanocząstek z liniowych poliestrów zawierających funkcjonalność wisiorka. Dostosowując parametry syntezy (masa cząsteczkowa polimeru, włączenie funkcjonalności wisiorka i równoważniki środków sieciujących), można osiągnąć pożądany rozmiar nanocząstek i gęstość usieciowania do zastosowań związanych z dostarczaniem leków.

Streszczenie

Opisujemy protokół syntezy liniowych poliestrów zawierających funkcjonalność epoksydu wisiorka i ich włączenie do nanogąbki o kontrolowanych wymiarach. Podejście to rozpoczyna się od syntezy funkcjonalizowanego laktonu, który jest kluczem do funkcjonalizacji wisiorka otrzymanego polimeru. Walerolakton (VL) i allil-walerolakton (AVL) są następnie kopolimeryzowane za pomocą polimeryzacji z otwarciem pierścienia. Modyfikacja po polimeryzacji jest następnie stosowana do zainstalowania ugrupowania epoksydowego na niektórych lub wszystkich wiszących grupach allilowych. Chemia epoksydowo-aminowa jest wykorzystywana do tworzenia nanocząstek w rozcieńczonym roztworze zarówno polimeru, jak i drobnocząsteczkowego środka sieciującego diaminę w oparciu o pożądany rozmiar nanogąbki i gęstość usieciowania. Rozmiary nanogąbek można scharakteryzować za pomocą obrazowania za pomocą transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM) w celu określenia wymiaru i rozkładu. Metoda ta zapewnia ścieżkę, dzięki której wysoce przestrajalne poliestry mogą tworzyć przestrajalne nanocząstki, które można wykorzystać do kapsułkowania leków małocząsteczkowych. Ze względu na charakter szkieletu, cząsteczki te ulegają degradacji hydrolitycznej i enzymatycznej, co zapewnia kontrolowane uwalnianie szerokiej gamy hydrofobowych małych cząsteczek.

Wprowadzenie

Precyzyjne dostrojenie rozmiaru i gęstości sieciowania nanocząstek na podstawie sieciowania międzycząsteczkowego ma ogromne znaczenie dla wpływu i kierowania profilem uwalniania leków w tych nanosystemach¹. Projektowanie przestrajania nanogąbek, tj. otrzymywania cząstek o różnej gęstości sieci, zależy od funkcjonalności pensantowej polimeru prekursorowego i zastosowanych odpowiedników zastosowanego w nim hydrofilowego środka sieciującego. W tym podejściu stężenie prekursora i środka sieciującego w rozpuszczalniku jest ważne dla tworzenia nanocząstek o dyskretnym rozmiarze, a nie żelu luzem. Wykorzystanie ilościowej spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR) jako techniki charakterystyki pozwala na precyzyjne określenie funkcjonalności wbudowanego wisiorka i masy cząsteczkowej polimeru. Po utworzeniu nanocząstek można je zagęścić i rozpuścić w substancjach organicznych, nie mając przy tym charakteru nanożelu.

Ostatnie prace nad dostarczaniem leków na nanocząsteczki skupiają się na wykorzystaniu samoorganizujących się nanocząstek poli(kwasu mlekowo-ko-glikolowego) (PLGA)^2,3,4,5^,6. PLGA ma degradowalne wiązania estrowe, dzięki czemu nadaje się do zastosowań związanych z dostarczaniem leków i często jest łączony z poli(glikolem etylenowym) (PEG) ze względu na jego właściwości stealth⁷. Jednak ze względu na samoorganizujący się charakter tworzenia cząstek PLGA, cząstki nie mogą być rozpuszczane w organach organicznych w celu dalszej funkcjonalizacji. W przeciwieństwie do nanocząstek PLGA, proponowana metoda zapewnia kowalencyjne sieciowanie tworzące nanocząstkę o określonych rozmiarach i morfologii, które są stabilne w substancjach organicznych i ulegają degradacji w roztworach wodnych¹. Zaletami tego podejścia jest możliwość dalszej chemicznej funkcjonalizacji powierzchni nanogąbki⁸, a także jej stabilność w rozpuszczalnikach organicznych może być wykorzystana do późniejszego obciążenia cząstek związkami farmaceutycznymi^1,9. Dzięki tej metodzie enkapsulację hydrofobowych małych cząsteczek można osiągnąć poprzez wytrącanie do środowiska wodnego. Hydrofobowość szkieletu poliestrowego wraz z hydrofilowym krótkim środkiem sieciującym nadaje tym cząstkom amorficzny charakter w temperaturze ciała. Co więcej, po załadowaniu leku, cząstka może tworzyć drobne zawiesiny w środowisku wodnym, które można łatwo wstrzyknąć in vivo. Naszym celem w tej pracy jest ocena parametrów syntezy tych nanogąbek poliestrowych i określenie tych, które są niezwykle ważne dla projektowania i kontroli wielkości i morfologii.

Protokół

1. Synteza i charakterystyka AVL

1. Umieść mieszadło magnetyczne w kolbie okrągłodennej o pojemności 500 ml z 2 szyjkami (kolba 1) i uszczelnij gumową przegrodą o odpowiedniej wielkości i drutem stalowym. Wysuszyć płomieniowo kolbę w celu usunięcia wilgoci poprzez przedmuchiwanie gazowym azotem podłączonym przez igłę wlotową i igłę wylotową w przegrodzie, używając palnika płomieniowego butanu, aby delikatnie ogrzać zewnętrzną część kolby, przesuwając płomień wzdłuż powierzchni.
   1. Kontynuować podgrzewanie całej kolby, przesuwając płomień po powierzchni, aż wilgoć zmętniająca wnętrze kolby nie będzie widoczna. Usunąć płomień i pozostawić kolbę do ostygnięcia do temperatury pokojowej, kontynuując przepływ azotu przez cały czas trwania reakcji.
2. Dodać 156,25 ml bezwodnego tetrahydrofuranu (THF) za pomocą strzykawki o pojemności 30 ml do kolby 1. Schłodzić kolbę o temperaturze od 1 do -78 °C z kąpielą suchego lodu i acetonu. Monitorować temperaturę za pomocą termometru przez cały czas trwania reakcji i dodawać suchy lód w razie potrzeby, aby utrzymać -78 °C. Rozpocznij mieszanie mieszadła magnetycznego za pomocą mieszadła magnetycznego, aby wytworzyć delikatny wir.
3. Dodać N,N-diizopropyloetyloaminę (DIPA) (3,30 ml, 2,3 x ^10-2 mol) za pomocą strzykawki o pojemności 5 ml, a następnie dodać kroplami 2,5 M n-butylolitu (9,34 ml, 2,3 x ^10-2 mol) za pomocą szklanej strzykawki o pojemności 10 ml wyposażonej w mechanizm blokujący igłę i metalową igłę do kolby 1. Kontynuować mieszanie za pomocą mieszadła magnetycznego przez 15 minut w temperaturze -78 °C.
4. Wysuszyć na płomieniu (jak opisano w kroku 1.1) i przedmuchnąć argonem gazowym (jak opisano w kroku 1.1 gazowym azotem) kolbę okrągłodenną o pojemności 100 ml (kolba 2). Usunąć wlot i wylot argonu w tym samym czasie, gdy kolba jest wystarczająco chłodna, aby można jej było dotknąć. Dodać 56 ml bezwodnego THF za pomocą strzykawki o pojemności 30 ml i δ-walerolaktonu (VL) (1,97 ml, 2,1 x ^10-2 mol) za pomocą strzykawki o pojemności 5 ml.
5. Dodać roztwór z kolby 2 do kolby 1 za pomocą małej kaniuli kroplami przez 45 minut, ciągle mieszając za pomocą mieszadła magnetycznego. Gdy kolba 2 jest pusta, wyjąć kaniulę i pozostawić kolbę 1 na dalsze mieszanie przez 15 minut w temperaturze -78 °C.
6. Osuszyć na płomieniu (jak opisano w kroku 1.1) i przedmyć argonem gazowym (zgodnie z opisem w kroku 1.1 gazowym azotem) kolbę okrągłodenną o pojemności 25 ml (kolba 3). Usunąć wlot i wylot argonu w tym samym czasie, gdy kolba jest wystarczająco chłodna, aby można jej było dotknąć, aby utrzymać dodatnie ciśnienie wewnątrz kolby. Dodać sprzymierzeńczy bromek (2,02 ml, 2,3 x ^10-2 mol) i heksametylofosforamid (HMPA) (4,43 ml, 2,5 x ^10-2 mol) każdy za pomocą strzykawki o pojemności 5 ml.
7. Dodaj kolbę 3 do kolby 1 za pomocą małej kaniuli kroplami. Gdy kolba 3 jest pusta, wyjmij kaniulę.
   1. Usunąć jak najwięcej suchego lodu i zimnego acetonu z kąpieli suchego lodu/acetonu, w której zanurzona jest kolba 1, za pomocą czerpaka i plastikowego kubka. Zastąpić acetonem o temperaturze pokojowej, aby podnieść temperaturę kąpieli do -40 °C i pozostawić kolbę 1 na dalsze mieszanie przez 2 godziny, monitorując temperaturę. Jeśli temperatura wzrośnie powyżej -40 °C, dodaj kilka kawałków suchego lodu, aby schłodzić aceton.
   2. Podgrzać do -10 °C, usuwając zimny aceton i suchy lód, a następnie zastąpić acetonem o temperaturze pokojowej.
8. Usunąć przegrodę z kolby 1 i wygasić reakcję 150 ml nasyconego roztworu chlorku amonu, mieszając za pomocą mieszadła magnetycznego. Umieścić kolbę 1 w zamrażarce w temperaturze -20 °C na noc w celu przechowywania.
9. Wyjmij kolbę 1 z zamrażarki i pozostaw do ogrzania do temperatury pokojowej. Wlać roztwór z kolby 1 do rozdzielacza o pojemności 500 ml.
10. Dodać 50 ml dichlorometanu (DCM), zakryć lejek separatora i delikatnie rozdrobnić, aby wymieszać DCM i mieszaninę wodną/THF w celu wyekstrahowania produktu do warstwy organicznej. Zebrać warstwę organiczną do zlewki o pojemności 500 ml zawierającej mieszadło magnetyczne o odpowiedniej wielkości, otwierając zawór odcinający rozdzielacz i odstawiając na bok. Powtórz dwa razy.
11. Zbierz wszystkie substancje organiczne do tej samej zlewki i wymieszaj z siarczanem magnezu (aby usunąć resztki wody) za pomocą magnetycznej płytki mieszającej, aż siarczan magnezu przestanie się zbrylać po dodaniu do roztworu. Wyrzuć odpady wodne.
12. Usunąć stały siarczan magnezu z roztworu produktu organicznego za pomocą bibuły filtracyjnej umieszczonej w szklanym lejku i zebrać substancje organiczne w kolbie okrągłodennej o pojemności 250 ml. Wypłucz bibułę filtracyjną i stały siarczan magnezu nadmiarem DCM, aby upewnić się, że cały produkt został zebrany.
13. Usunąć rozpuszczalnik z produktu przez odparowanie obrotowe, ogrzewając w temperaturze 30 °C i używając aspiratora wody jako źródła podciśnienia.
14. Oczyść surowy produkt metodą chromatografii kolumnowej¹⁰ używając żelu krzemionkowego jako fazy stacjonarnej i elucji, zaczynając od 3% octanu etylu/heksanów na 1 objętość kolumny (CV), zwiększając gradient do 29% octanu etylu/heksanów przez 5 CV. Zebrać frakcje w² probówkach ze szkła borokrzemianowego o wymiarach 16 x 150 mm.
15. Przeprowadzić chromatografię cienkowarstwową przy użyciu 20% octanu etylu/heksanów jako eluentu w celu oznaczenia frakcji produktu.
16. Połączyć wszystkie frakcje produktu w kolbie okrągłodennej o odpowiedniej wielkości i usunąć rozpuszczalnik za pomocą odparowania rotacyjnego w temperaturze 40 °C. Przenieść do wstępnie zważonej fiolki z produktem i umieścić w wysokiej próżni o temperaturze 0,05 tora w celu uzyskania czystego AVL. Scharakteryzuj produkt za pomocą ¹H NMR¹¹ (CDCl₃, 400 MHz): δ 5.75 (m, 1H), 5.06 (m, 2H), 4.26 (m, 2H), 2.54 (m, 3H), 2.28 (m, 1H), 2.03 (m, 1H), 1.87 (m, 1H), 1.54 (m, 1H). Wydajność: 2,07 g (70,56%).

2. Synteza i charakterystyka VL- co- AVL

1. Wysuszyć na płomieniu i przedmyć gazowym azotem kolbę okrągłodenną o pojemności 25 ml wyposażoną w mieszadło magnetyczne i przegrodę.
   1. Wysuszyć płomieniowo kolbę w celu usunięcia wilgoci poprzez przedmuchiwanie gazowym azotem podłączonym przez igłę wlotową i igłę wylotową w przegrodzie, używając palnika płomieniowego butanu, aby delikatnie ogrzać zewnętrzną część kolby, przesuwając płomień wzdłuż powierzchni.
   2. Kontynuować podgrzewanie całej kolby, przesuwając płomień po powierzchni, aż wilgoć zmętniająca wnętrze kolby nie będzie widoczna. Usunąć płomień i pozostawić kolbę do ostygnięcia do temperatury pokojowej, kontynuując przepływ azotu przez cały czas trwania reakcji.
2. Szybko usunąć przegrodę z okrągłego dna i dodać triflate cyny(II) (2,5 mg, 5,9 x ^10-6 mol) na samo dno kolby za pomocą szpatułki. Wymień przegrodę.
3. Dodawać kolejno 3-metylo-1-butanol (72,6 μl, 6,6 x ^10-3 mol) za pomocą mikrostrzykawki o pojemności 100 μl i 1,33 ml bezwodnego DCM za pomocą strzykawki o pojemności 2 ml. Mieszać za pomocą mieszadła magnetycznego przez 10 minut.
4. Dodawać kolejno AVL (0,48 ml, 3,7 x ^10-3 mol) i VL (1,37 ml, 1,4 x ^10-2 mol) za pomocą strzykawki. Pozostawić do kontynuowania mieszania przez 18 - 20 godz.
   UWAGA: Procentowa zawartość AVL i VL w końcowym kopolimerze może być zmieniona za pomocą stechiometrii na tym etapie.
5. Ugasić reakcję, dodając ~5 ml metanolu (MeOH). Dodaj ~100 mg zmiatacza cyny na stałym podparciu i mieszaj przez 2 godziny. Przefiltruj przez filtrację grawitacyjną, aby usunąć ciało stałe.
6. Usunąć rozpuszczalnik podczas odparowywania rotacyjnego z aspiratorem wody jako źródłem podciśnienia, ogrzewając w temperaturze 30 °C, aż roztwór stanie się lepki. Wytrącić roztwór kroplami w 500 ml zimnego MeOH (schłodzonego suchym lodem przez co najmniej 1 godzinę), aby uzyskać płatki białego ciała stałego. Przefiltrować roztwór przez filtrację próżniową do lejka zawierającego krążek ze spiekanego szkła z bibułą filtracyjną w celu zebrania ciała stałego.
   UWAGA: Jeśli w wyniku wytrącania się wytrącania powstaje mętny sklarant lub drobny proszek, który przechodzi przez bibułę filtracyjną, oznacza to, że roztwór produktu jest zbyt rozcieńczony. Cały rozpuszczalnik sklarowany nad osadem powinien zostać usunięty przez odparowanie obrotowe z aspiratorem wodnym jako źródłem próżni podczas ogrzewania w temperaturze 30 °C, aż roztwór stanie się lepki, a następnie należy ponownie przeprowadzić wytrącanie.
7. Przenieść stały produkt do wstępnie zważonej fiolki za pomocą szpatułki i wysuszyć przez noc pod wysokim ciśnieniem 0,05 tora, aby zebrać białe, łuszczące się ciało stałe.
8. Scharakteryzuj polimer za pomocą ¹H NMR¹¹ (CDCl₃, 400 MHz): δ 5,71 (m, 1H), 5,03 (t, 2H), 4,08 (m, 4H), 3,65 (t, 2H), 2,15 - 2,50 (m, 5H), 1,47-1,78 (m, 9H), 0,91 (d, 6H). 81,42% VL, 18,58% AVL, 2,940 g/mol, 578 g/mol powtórzenie jednostki AVL. Plony: 1,43 g, (73,43%).

3. Epoksydowanie po polimeryzacji w celu wytworzenia jednostek kopolimeru epoksydowo-walerolaktonowego (EVL)

1. Dodać kopolimer VL-co-AVL (500 mg, 1,7 x ^10-4 mol, 2,940 g/mol) do 6-dram fiolki z mieszadłem magnetycznym. Dodać 6,15 ml bezwodnego DCM do fiolki i odwirować, aby rozpuścić polimer.
2. Dodać kwas meta-chloroperoksybenzoesowy (mCPBA) (74,53 mg, 4,3 x ^10-4 mol) do drugiej fiolki 6-dram. Dodać 6,15 ml bezwodnego DCM i wirować, aż mCPBA zostanie całkowicie rozpuszczony.
   UWAGA: Stosunek konwersji allili do epoksydów można zmieniać, zmieniając stechiometrię na tym etapie. Końcowe stężenie allilu w rozpuszczalniku powinno wynosić 0,065 M.
3. Przenieś rozwiązanie mCPBA do rozwiązania VL-AVL. Zakryj reakcję i przykryj plastikową folią parafinową. Pozostawić do wymieszania na 48 godzin.
4. Przenieść mieszaninę reakcyjną do rozdzielacza o pojemności 50 ml. Dodaj 15 ml nasyconego wodorowęglanu sodu, zakryj rozdzielacz separatorem i delikatnie rozdrobnij, aby wymieszać. Zebrać warstwę organiczną zawierającą produkt do kolby Erlenmeyera o pojemności 50 ml z mieszadłem magnetycznym (kolbą) o odpowiedniej wielkości.
   1. Dodaj 5 ml DCM do warstwy wodnej, która nadal znajduje się w lejku separatora, zakryj, a następnie delikatnie kołysz. Zebrać substancje organiczne do kolby z produktem. Wyrzuć odpady wodne. Przenieś warstwę organiczną z powrotem do rozdzielacza. Powtórz to przemycie wodne dwa razy.
5. Dodać siarczan magnezu (w celu usunięcia resztek wody) do kolby produktu, mieszając na magnetycznej płytce mieszającej. Kontynuuj dodawanie małych miarek siarczanu magnezu, aż przestanie się zbrylać po dodaniu. Za pomocą szklanego lejka wyposażonego w bibułę filtracyjną usunąć stały siarczan magnezu podczas przenoszenia mieszaniny do kolby okrągłodennej o pojemności 50 ml.
6. Usunąć rozpuszczalnik przez odparowanie obrotowe z aspiratorem wody jako źródłem podciśnienia i ogrzewaniem w temperaturze 25 °C. Przenieść zawartość kolby z okrągłym dnem do uprzednio zważonej fiolki z produktem i usunąć rozpuszczalnik przez odparowanie rotacyjne. Umieść na wysokiej próżni w temperaturze 0,05 tora przez noc, aby uzyskać białe, woskowate ciało stałe.
7. Charakteryzuje się ¹H NMR¹¹ (CDCl₃, 400 MHz): δ 5.71 (m, 1H), 5.03 (t, 2H), 4.08 (m, 4H), 3.65 (t, 2H), 2.94 (d, 1H), 2.90 (s, 1H), 2.74 (s, 1H), 2.15-2.50 (m, 5H), 1.47-1.78 (m, 9H), 0.92 (d, 6H). 84.53% VL, 9.65% AVL, 5.82% EVL, 2,855 g/mol, 1.841 g/mol powtórzeń EVL. Wydajność: 417,3 mg (83,46%).

4. Synteza i charakterystyka nanogąbek

1. Rozpuścić polimer VL-co-AVL-co-EVL (200 mg, 7,0 x ^10-5 mol, 2,855 g/mol) w 20,01 ml bezwodnego DCM do stężenia epoksydu 0,0054 M. Przenieść do kolby okrągłodennej o pojemności 100 ml z szyjką 14/20.
   UWAGA: Aby katalizować reakcję, na tym etapie można dodać 100 μl wodnego nasyconego wodorowęglanu sodu.
2. Umieścić kolbę reakcyjną w łaźni olejowej w temperaturze 50 °C. Wymieszać roztwór szybkim wirem i dodać kroplami 2,2'-(etylenodioksy)bis(etyloaminę) (21,45 μl, 2,9 ^10-4 mol) za pomocą mikrostrzykawki. Wyposażyć szyjkę kolby w skraplacz z płaszczem wodnym z przepływającą przez niego chłodną wodą, wyposażoną w adapter na szyjkę 14/20 i płukać roztwór zwrotnie przez 12 godzin. Zapewnić bardzo szczelne uszczelnienie między szyjką kolby a skraplaczem, aby uniknąć parowania rozpuszczalnika.
3. Usunąć nadmiar rozpuszczalnika z kolby reakcyjnej przez odparowanie obrotowe w temperaturze 25 °C aż do uzyskania lepkiego roztworu.
4. Umieść duże mieszadło magnetyczne w zlewce o pojemności 2 l. Wytnij około sześciocalowy odcinek rurki dializacyjnej o masie cząsteczkowej 10 K (MWCO) i złóż jeden koniec, a następnie zamknij klipsem do dializy.
   1. Przenieść produkt do rurki dializacyjnej 10 K MWCO. Przepłukać kolbę nadmiarem DCM i przenieść ją do przewodu. Złóż górną część rurki i zamknij ją klipsem do dializy z drutem do zawieszenia. Zawiesić rurkę do dializy z boku zlewki za pomocą drutu i napełnić zlewkę DCM, aż rurka do dializy zostanie całkowicie zanurzona.
   2. Umieść na magnetycznej płytce mieszającej i delikatnie wymieszaj. Przykryj zlewkę folią aluminiową, aby zapobiec parowaniu rozpuszczalnika. Usunąć rozpuszczalnik, wlewając go do pojemnika na odpady i zastąpić świeżym DCM trzy razy dziennie przez 48 godzin w celu usunięcia nieprzereagowanego polimeru i środka sieciującego.
5. Usunąć cały rozpuszczalnik ze zlewki i przenieść zawartość rurki do dializy do strzykawki o pojemności 10 ml wyposażonej w filtr strzykawkowy z politetrafluoroetylenu (PTFE) o średnicy 0,45 μm. Przepchnąć roztwór przez filtr bezpośrednio do wstępnie zważonej fiolki z produktem, aby usunąć wszelkie pozostałe zanieczyszczenia. Usunąć rozpuszczalnik przez odparowanie obrotowe w temperaturze 25 °C, a następnie umieścić w wysokiej próżni w temperaturze 0,05 tora przez noc, aby zebrać jasnożółte, woskowate ciało stałe.
6. Charakteryzuje się ¹H NMR¹¹ (CDCl₃, 400 MHz): δ 5.71 (m, 1H), 5.03 (t, 2H), 4.08 (m, 4H), 3.60-3.67 (t, 14H), 2.94 (d, 1H), 2.90 (s, 1H), 2.74 (s, 1H), 2.15-2.50 (m, 5H), 1.47-1.78 (m, 9H), 0.92 (d, 6H). Wydajność: 176,9 mg (88,45%).

5. Obrazowanie TEM morfologii i rozmiaru nanogąbki

1. Przefiltruj 5 ml wody do hodowli komórkowych przez filtr strzykawkowy z PTFE 0,2 μm.
2. Umieść 0,5 mg nanogąbek w probówce wirówkowej o pojemności 1,5 ml. Dodać 1 ml przefiltrowanej wody z hodowli komórkowych. Użyj sonikatora sondy (20 kHz, 40 a) do sonikacji roztworu za pomocą 2 serii s 4 - 5 razy w temperaturze pokojowej, aż cząstki rozwiną drobną zawiesinę. Nie należy stosować przedłużonej sonikacji ani dopuścić do rozgrzania roztworu, ponieważ spowoduje to agregację.
3. Dodać 30 mg hydratu kwasu fosfowolframowego (PTA) do 1 ml przefiltrowanej wody do hodowli komórkowych w probówce wirówkowej o pojemności 1,5 ml. Wiruj na najwyższym ustawieniu przez 10 s lub do momentu, gdy PTA zostanie całkowicie rozpuszczony, aby wytworzyć 3% roztwór PTA.
4. Za pomocą strzykawki o pojemności 1 ml z igłą 22 G pobrać 0,5 ml 3% roztworu PTA. Dodaj 4 krople 3% roztworu PTA do cząstek i wiruj na najwyższym ustawieniu przez 10 sekund. Użyj pęsety samozamykającej, aby podnieść siatkę TEM, a następnie zanurz ją szybko, trzykrotnie, w roztworze cząstek. Pozostaw ruszt do wyschnięcia na 5 godzin pod przykryciem, aby zmniejszyć gromadzenie się kurzu na ruszcie.
5. Wykonaj obrazowanie TEM¹² próbki, używając wysokiego kontrastu i obiektywu 40 μm.

Wyniki

Aby ocenić związek między parametrami syntezy nanogąbki a jej wynikowym rozmiarem, ważne jest stężenie i funkcjonalność wisiorka każdego prekursora polimeru. W Rysunek 1, udana synteza nanogąbek jest przeprowadzana w warunkach refluksu po włączeniu zarówno polimeru prekursorowego, jak i środka sieciującego diaminy do DCM przez 12 godzin. Stężenie epoksydów w roztworze ma również kluczowe znaczenie dla tworzenia dyskretnych cząstek. Po zsyntetyzowaniu nanogąbek wykorz...

Dyskusja

Uzyskanie powtarzalnych rozmiarów nanogąbek ma kluczowe znaczenie w zastosowaniach związanych z dostarczaniem leków. Wiele parametrów w polimeryzacji i syntezie nanogąbek wpływa na wielkość i gęstość usieciowania powstałej cząstki. W naszej analizie zidentyfikowano trzy ważne parametry: masę cząsteczkową polimeru, funkcjonalność wisiorka epoksydowego i odpowiedniki środków sieciujących. Aby uzyskać szereg mas cząsteczkowych i funkcji epoksydowych do syntezy nanogąbek, stechiometria kopolimeru VL-co-AVL musi zost...

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
2,2'-(Etylenodioksy)bis(etyloamina)	Sigma-Aldrich	385506-100ML
3-metylo-1-butanol	Sigma-Aldrich	309435-100ML	bezwodny, ≥ 99%
Aceton	Sigma-Aldrich	179124-4L
Bromek allilu	Sigma-Aldrich	A29585-5G	≥ 99%
chlorek amonu	Fisher Scientific	A661-500	nasycony roztwór w wodzie DI
Woda do hodowli komórkowych	Sigma-Aldrich	W3500-500ML	Przefiltrowany przez 0,45 μ m filtr strzykawkowy
Dichlorometan (DCM)	Sigma-Aldrich	270997-100ML	bezwodny, ≥ 99%, zawiera 40 - 150 ppm amylenu jako stabilizator
octanu etylu	Fisher Scientific	E145SK-4
EZFlow 0,2 μ m Filtr strzykawkowy	Foxx Life Sciences	386-2116-OEM	Hydrofilowy PTFE, 13 mm
EZFlow 0,45 μ m Filtr strzykawkowy	Foxx Life Sciences	386-3126-OEM	Hydrofilowy PTFE, 25 mm
Jednorazowe probówki ze szkła borokrzemianowego Fisherbrand z gładkim końcem	Fisher Scientific	14-961-31
Probówki do mikrowirówek Fisherbrand	Fisher Scientific	14-666-318	1,5 ml
strzykawka Hamilton Microlitr, 100 μ L	Hamilton Company	80600	Model 710 N SYR, Cementowany NDL, 22s ga, 2 cale, styl punktowy 2
Hexamethylphosphoramide	Sigma-Aldrich	H11602-100G	≥ 99%, zawiera ≤ 1,000 ppm tlenek propylenu jako stabilizator
Heksany	Fisher Scientific	H292-4
Siarczan magnezu bezwodny	Fisher Scientific	M65-500
Kwas meta-chloroperoksybenzoesowy	Sigma-Aldrich	273031-100G	Oczyszczony do ≥ 99% przez płukanie buforowe
Metanol (MeOH)	Sigma-Aldrich	322415-100ML	bezwodny, ≥ 99%
roztwór N-butylolitu	Sigma-Aldrich	230707-100ML	2,5 M w heksanach
N,N-diizopropyloetyloamina	Sigma-Aldrich	550043-500ML	≥ 99%
Parafilm M	Sigma-Aldrich	P7793-1EA
Pęseta PELCO Pro Reverse (samozamykająca)	Ted Pella, Inc.	5375-NM
Hydrat kwasu fosfatungstycznego	Alfa Aesar	40116
Q55 Sonicator	Qsonica	Q55-110	55 watów, 20 kHz
SiliaMetS Cysteina	Silicycle	R80530B-10g
Klipsy do dializy SnakeSkin	Thermo Scientific	68011
Rurka dializacyjna SnakeSkin, 10K MWCO	Thermo Scientific	68100
Wodorowęglan sodu	Fisher Scientific	5233-500	nasycony roztwór w siatce DI
water TEM	Ted Pella, Inc.	01822-F	Ultracienki węgiel typu A, 400 oczek, miedź, ok. rozmiar otworu siatki: 42 i mikro; m
Tetrahydrofuran (THF)	Sigma-Aldrich	401757-1L	Bezwodny, ≥ 99,9%, wolny od inhibitorów
trifluorometanosulfonian cyny(II)	Sigma-Aldrich	388122-1G
Vortex-Genie 2	Scientific Industries	SI-0236
Bibuła filtracyjna Whatman, klasa 1	Koła Fisher Scientific	09-805H	, 185 mm
δ-walerolakton	Sigma-Aldrich	389579-100ML	Oczyszczony przez destylację próżniową