Opracowywanie, charakteryzacja i ocena systemów jonowych cieczy opartych na CAGE do dostarczania transdermalnego

Summary

Protokół ten omawia standaryzację przygotowania systemów jonowych cieczy opartych na CAGE, aby zapewnić powtarzalność i usprawnić ogólny przepływ pracy w różnych laboratoriach naukowych.

Abstract

Ciecze jonowe zyskały ostatnio znaczące uznanie za swoje zastosowania w dostarczaniu leków, w szczególności za potencjał umożliwiający penetrację leków przez skórę i zwiększanie przenikania leków. Oprócz poprawy przepuszczalności bariery, ciecze jonowe mają doskonałe właściwości rozpuszczalne, co odpowiada na wyzwanie rozpuszczania leków słabo rozpuszczalnych. Ze względu na dużą asymetrię między kationami organicznymi a anionami, te funkcjonalne sole pozostają ciekłe w temperaturze pokojowej. Z perspektywy zastosowania ciecze jonowe stanowią obiecujące i wysoce regulowane podejście do obsługi wielu obszarów terapeutycznych. Biokompatybilna ciecz jonowa składająca się z choliny i kwasu geranowego (CAGE), w stosunku jonów stechiometrycznych 1:2, posiada ogromny potencjał do transdermalnego dostarczania szerokiego zakresu aktywnych składników farmaceutycznych, w tym małych cząsteczek, peptydów, białek i kwasów nukleinowych. Ma to minimalny wpływ na funkcjonowanie bariery skórnej. Tutaj przedstawiamy nasze metody przygotowania, charakteryzacji i oceny CAGE. Reprezentatywne wyniki przedstawiono dla charakterystyki CAGE za pomocą spektroskopii NMR, różnicowej kalorymetrii skaningowej, miareczkowania Karla-Fischera do analizy zawartości wody oraz badań interakcji barierowych ex vivo na skórze wieprzowej.

Introduction

Skóra jest największym i najważniejszym organem organizmu, pełniącym funkcję bariery ochronnej przed szkodliwymi substancjami, a jednocześnie zapobiegającym utracie wody¹. Jednocześnie stosowanie leków na skórę i przez nią przynosi szeroki zakres korzyści. W porównaniu z podawaniem w zastrzykach i doustnie, podanie skórne zwiększa zgodność pacjentów i zapobiega metabolizmowi pierwszego przejścia w wątrobie². Szczególnie w przypadku chorób skóry, preparaty podawane skórnie doskonale wywołują efekt lokalizacyjny, zmniejszając ogólnoustrojową ekspozycję³. Jednak niemal nieprzepuszczalna natura skóry ....

Protocol

Wszystkie procedury eksperymentalne były przeprowadzane zgodnie z Dyrektywą Unii Europejskiej 2010/63 i zatwierdzone przez Duńską Administrację Weterynarii i Żywności (Licencja nr DK-13-oth-931833).

1. Przygotowanie klatki przez reakcję metatezy soli

1. Rekrystalizacja kwasu geranowego (85% czystości, mol masa 168,23 g/mol)
   1. Weź kolbę o pojemności 500 mL z okrągłym dnem i zmierz jej wagę.
   2. Waż 40,0 g kwasu geranowego w kolbie. Odpowiada to 0,2 mol kwasu geranowego.
   3. Rekrystalizuj kwas geranowy w kwas geranowy 70:30% (w/w): aceton: Dodaj (40 g*0,85*0,30)/(0,70*0,784 g/mL) = 18,42 mL acet....

Results

Spektra NMR
Celem tej techniki jest potwierdzenie pomyślnego powstania CAGE poprzez analizę środowisk chemicznych atomów wodoru i węgla za pomocą spektroskopii NMR ¹H i ¹³C. Powstałe widma dostarczają charakterystycznych przesuń chemicznych, wzorców rozszczepienia oraz wartości całkowania, które odzwierciedlają strukturę molekularną i skład syntetyzowanego IL. Widmo NMR protonowych na Rysunku 1 potwierdza stosunek molowy 2:1 kwasu geranowego do choli.......

Discussion

Metoda przygotowania CAGE opisana w tym dziele została zaczerpnięta z literatury¹⁵. Należy jednak pamiętać, że proces syntezy jest wrażliwy na różne czynniki zewnętrzne, które mogą wpływać na właściwości produktu końcowego. Dlatego po przygotowaniu system CAGE powinien być charakteryzowany za pomocą technik takich jak spektroskopia NMR, aby potwierdzić powstanie CAGE.

Jak pokazano na Rysunku 1, widma protonowe CAGE ilustrują przesunięcia ch.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Lampy NMR 5 mm	Sigma Aldrich	41121705
Aceton	VWR	23L064039
Aluminiowe patelnie Tzero	TA Instruments	90,16,83,901
Urządzenie Aqua Flux	Biox Systems
Bruker Avance III NMR	Bruker		Przyrząd do spektroskopii NMR
Wodorowęglan choliny	Sigma Aldrich	C7519
Dermatomu	Zimmer Biomet
Różnicowy kalorymetr skaningowy	TA Instruments
Etanol	VWR	23J314009
Ekspandowany polistyren	Styropian
Komórki dyfuzyjne Franza	PermeGear
Kwas geranowy	Sigma Aldrich	427764
Taśma do szczepienia	Parafilm
Karl Fischer Titrator	Mettler Toledo	30252662
Metanol	VWR	85681.32
PBS	Fischer Scientific	10388739
Oprogramowanie TA Universal Analysis 2000	TA Instruments		Oprogramowanie do analizy danych DSC
Oprogramowanie TopSpin	Bruker		Oprogramowanie do analizy danych NMR