Charakterystyka enkapsulacji i przepuszczalności pustych cząstek polimeryzowanych plazmowo

Ogólnym celem tego eksperymentu jest pokrycie nanocząstek, nanoproszków lub cząstek leków polimerem plazmowym w celu kontrolowania uwalniania materiału rdzenia. Rozpocznij od przygotowania nanocząstek krzemu lub nanoproszków chlorku wapnia do osadzania, rozbijając wszelkie aglomeracje. Następnie umieść cząstki w reaktorze plazmowym i pokryj nanocząstki przez plazmową polimeryzację izopropanolu za pomocą chemicznego osadzania z fazy gazowej wzmocnionej plazmą.

Następnie, aby określić przepuszczalność osadzonego materiału, należy rozpuścić materiały rdzenia w odpowiednim rozpuszczalniku, jednocześnie monitorując stężenie, uzyskane wyniki pokazują przepuszczalność materiału rdzenia na podstawie pomiarów przewodnictwa jonowego w zawiesinie cząstek powlekanych w wodzie. Pomysł na tę metodę zrodził się w literaturze dotyczącej osadzania filmów. Dużo pracy wykonano w zakresie osadzania plazmowego cienkich warstw i płaskich podłoży, ale nie w zakresie cząstek.

Tak więc, dostosowując metodę powlekania do cząstek, otwieramy możliwości dla nowych nanomateriałów. Wizualna demonstracja tej metody ma kluczowe znaczenie, ponieważ różne kroki są trudne do nauczenia, ponieważ wymagają pracy w środowisku plazmy niskociśnieniowej. Anam Shavan jest doktorantką z mojego laboratorium i teraz zademonstruje tę procedurę.

Najpierw umyj suche cząstki krzemionki czystym etanolem. Pozostawić próbkę pod wyciągiem w celu odparowania wilgoci. Następnie przesiej cząstki przez szereg metalowych siatek.

W celu rozbicia pozostałych aglomeracji, należy przenieść cząstki wraz z małym mieszadłem magnetycznym do strefy plazmowej reaktora rurowego. Teraz umieść jeden O-ring na końcu szklanej rurki, drugi na końcu rury podłączonej do pompy i uszczelnij szklany reaktor. Zamontuj stal nierdzewną clamps wokół kołnierzy F i ręcznie dokręć wokół clamp.

Napełnij pułapkę ciekłego azotu. Gdy surferzy pułapki są zmarznięci. Dodaj izopropanol do bełkotki i podłącz do reaktora plazmowego.

Następnie umieść gumowy O-ring wokół metalowej rury i dokręć nakrętkę, aby uszczelnić rurę, aby uzyskać bąbelki połączenia. Umieść bełkotkę w łaźni wodnej o temperaturze 34 stopni Celsjusza. Włącz regulator przepływu gazu Argonne i wprowadź nastawę sześciu SCCM przy włączonej pompie.

Stopniowo otwieraj zasuwę, która łączy szklaną rurkę z pompą. Wykonaj to krok ostrożnie, ponieważ nagły wzrost ciśnienia może spowodować, że cząstki zostaną zdmuchnięte przez przepływ. Gdy ciśnienie osiągnie 200 mili, aby pozostawić zasuwę całkowicie otwartą, umieść mieszadło magnetyczne pod szklaną rurką i ustaw prędkość na 100 obr./min.

Następnie podłącz aluminiowy pierścień wokół rurowego szklanego reaktora do generatora częstotliwości radiowych i podłącz zacisk ze stali nierdzewnej do ziemi. Włącz pasującą sieć. Następnie włącz linię AC i generator prądu RF.

Ustaw moc na 30 watów dla całego procesu. Po określonym czasie wyłącz odpowiednio pasujący generator RF w sieci i zasilanie prądem zmiennym. Zamknij zawór zwrotny, a następnie wyłącz regulator przepływu argonu.

Odłącz bełkotkę od zaworu i stopniowo zwiększaj ciśnienie w reaktorze do atmosferycznego. Teraz otwórz zacisk i za pomocą metalowej szpatułki przenieś cząstki z rurki do plastikowego naczynia. Kwas fluorowodorowy jest kwasem bardzo.

Narażenie go na oczy i skórę może spowodować trwałe uszkodzenie. Noś więc gogle, osłonę twarzy i noś fartuch laboratoryjny. Umieścić próbkę pod wyciągiem na cały proces dodawania kwasu fluorowodorowego.

Najpierw rozcieńczyć 10 mililitrów kwasu fluorowodorowego 10 mililitrami wody dejonizowanej. Następnie dodaj roztwór kwasu do powlekanych cząstek. Umieść na mieszadle magnetycznym na 24 godziny, aby rozpuścić rdzeń.

Po jednym dniu rozcieńczyć próbkę 50 mililitrami wody dejonizowanej i odwirować. Wyrzuć górną warstwę cieczy do plastikowego pojemnika i przenieś dolną warstwę cząstek na plastikową szalkę Petriego. Umyj cząstki etanolem i przenieś puste cząstki na sucho do fiolki z nakrętką i przechowuj próbkę w osuszaczu.

Napełnij szklaną butelkę rozpylacza o stałej mocy jednym milimolowym chlorkiem potasu i załóż nakrętkę butelki. Podłącz wąż sprężonego powietrza do osuszacza membranowego, który jest podłączony do wlotu gazu rozpylacza. Następnie podłącz filtr do węża wylotowego, aby zebrać nanocząsteczki chlorku potasu.

Stopniowo otwieraj zawór sprężonego powietrza do osuszacza membranowego. Pozwól cząsteczkom gromadzić się w filtrze przez pięć godzin. Zamknij zawór sprężonego powietrza.

Ostrożnie wyjmij filtr i zbierz cząstki. Umieścić próbkę w wysuszaczu, równomiernie pokryć cząstki chlorku potasu, przygotowując system próżniowy i postępując zgodnie z procesem osadzania plazmowego, jak pokazano wcześniej. W szklanej fiolce dodaj 10 mililitrów wody dejonizowanej do powlekanego chlorku potasu i wymieszaj na mieszadle magnetycznym.

Inkubować próbkę w temperaturze 25 stopni Celsjusza. Włożyć sondę miernika przewodności do fiolki. Rejestruj przewodność w ciągu 30 dni.

Proces ten można zastosować do różnych materiałów rdzeniowych, w tym tlenków, soli i metali. Obrazy te uzyskane za pomocą transmisyjnej mikroskopii elektronowej, jednorodności promieniowej warstw i pomiaru ich grubości pokrytych cząstek mają średnicę od 37 nanometrów do 200 nanometrów. Komórka polimeryzowana plazmowo jest przepuszczalną barierą, o czym świadczy fakt, że materiał rdzenia można usunąć przez wytrawianie lub rozpuszczenie po całkowitym usunięciu rdzenia krzemionkowego.

Jednorodność promieniowa i grubość folii są dość wysokie dla celów oceny przepuszczalności przez te folie. Materiał rdzenia z chlorku potasu umożliwia monitorowanie rozpuszczania chlorku potasu poprzez pomiar przewodności jonowej roztworu. W tym eksperymencie powlekane cząstki chlorku potasu zawieszono w wodzie, a przewodność roztworu obserwowano przez okres 30 dni.

Niepowlekane cząstki chlorku potasu w próbce kontrolnej rozpuszczały się w bardzo krótkim czasie, wynoszącym około jednej minuty. Natomiast powlekany chlorek potasu wykazuje znacznie wolniejsze tempo uwalniania. Profil uwalniania powlekanych cząstek charakteryzuje się początkowym pęknięciem, które ma miejsce w ciągu pierwszej godziny, po którym następuje znacznie wolniejsze uwalnianie, które trwa kilka dni w zależności od grubości folii.

Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak hermetyzować nanocząstki w powłokach plazmowych o dobrze kontrolowanej grubości, po opanowaniu tej techniki można wykonać w około godzinę. Jeśli zostanie wykonana prawidłowo, pamiętaj, aby obchodzić się z reaktorem ostrożnie, aby uniknąć wycieków ciśnienia, które uniemożliwiłyby prawidłowe działanie plazmy po jej rozwinięciu. Mamy nadzieję, że ta technika utoruje drogę naukowcom w dziedzinie materiałoznawstwa.

Dalsze eksperymenty in vivo mogą odpowiedzieć na dodatkowe pytania, takie jak: jaki jest najlepszy materiał i grubość powłoki dla skutecznego uwalniania leku?