Łatwe przygotowanie wewnętrznie samoorganizujących się cząstek lipidowych stabilizowanych przez nanorurki węglowe

Ogólnym celem tej metody jest przygotowanie nanostrukturalnych cząstek hybrydowych przy użyciu nanorurek węglowych (CNT) i samoorganizacji lipidowych. Metoda ta stanowi jedno z inteligentnych zastosowań nanorurek węglowych, w których stabilizowana emulsja nanostrukturalna wewnętrznie samoorganizujących się cząstek lipidowych. Główną zaletą tej techniki jest to, że protokół jest dość prosty i łączy w sobie właściwości pierwiastkowe zarówno nanorurek węglowych, jak i nanostruktur lipidowych.

Stabilizacja CNT wytwarza emulsję olejowo-wodną, w której cząstki mają wielkość około jednego mikrona lub mniejszą, a rdzeń zawiera dwuciągłą sześcienną nanostrukturę lipidową. Ze względu na powlekanie CNT biokompatybilnymi cząsteczkami lipidów, przewiduje się, że ich toksyczność będzie niska. Ostatnie doniesienia wykazały do tej pory, że funkcjonalizacja znacznie zmniejsza toksyczne, cytotoksyczne działanie CNT, jednocześnie zwiększając biokompatybilność.

Procedurę zademonstruje Yogita Patil-Sen, post-doc z mojego laboratorium, oraz Amin Sadgehpour, post-doc z laboratorium profesora Rappolta. Przygotuj 0,2% roztwór środka powierzchniowo czynnego w wodzie, rozpuszczając 200 miligramów środka powierzchniowo czynnego w 100 mililitrach ultraczystej wody, mieszając go przez 20 do 30 minut. Dodaj 500 miligramów stopionego Dimodan U, DU lub Fitantriolu lub PT do szklanej fiolki.

Następnie dodaj 9,5 grama roztworu 0,2% F127. Na maszynie ultradźwiękowej z sondą mocno zaciśnij fiolkę do szczęki stojaka retorty, aby mogła wytrzymać wibracje generowane przez sonikację. Włóż sondę z litego stopu tytanu dołączoną do sonografu komórkowego.

Wyregulować wysokość i położenie fiolki tak, aby upewnić się, że jej boki i spód nie stykają się z sondą. Sonikuj mieszaninę przez dziesięć minut w trybie pulsacyjnym, z jednosekundowym impulsem, w którym pośredniczy jednosekundowy czas opóźnienia przy 35% mocy. Fiolka bardzo się nagrzewa z powodu ciepła wytwarzanego podczas sonikacji.

Dlatego pozwól mu ostygnąć do temperatury pokojowej przed zdjęciem go z zacisku. Mleczną dyspersję należy przechowywać w temperaturze pokojowej przez co najmniej 24 godziny przed dalszym użyciem. Ma to na celu zapewnienie jego stabilności przed stopniową separacją.

Przed i po użyciu sondy należy ją oczyścić acetonem i osuszyć ręcznikiem papierowym. Następnie spłucz go ultraczystą wodą i ponownie wysusz. W dwóch oddzielnych zlewkach zważ cztery miligramy sproszkowanych nanorurek węglowych funkcjonalizowanych hydroksylowo i CNT funkcjonalizowanych karboksylem, z których oba są koloru czarnego.

Dodaj 500 mililitrów ultraczystej wody do każdej zlewki. Za pomocą ultrasonografu z sondą sonikuj mieszaniny przez dwie minuty w trybie ciągłego impulsu z mocą 40%. Wynikowe stężenie wielościennej dyspersji CNT wynosi osiem mikrogramów na mililitr.

Rozcieńczyć wielościenny roztwór podstawowy CNT odpowiednią ilością ultraczystej wody, aby uzyskać wielościenne dyspersje CNT w kilku różnych stężeniach. Sonizować te dyspersje tak jak poprzednio. Podobnie, rozproszyć trzy miligramy sproszkowanych, jednościennych nanorurek węglowych w 500 mililitrach ultraczystej wody, aby uzyskać sześciomiligramowy jednościenny roztwór podstawowy dyspersji CNT na mililitr

Rozcieńczyć jednościenny roztwór podstawowy CNT i dokonać sonikacji jak poprzednio, aby uzyskać jednościenne dyspersje CNT o różnych stężeniach. Odważyć 500 miligramów stopionego DU do szklanej fiolki. Następnie dodać 9,5 mililitra sześciomiligramowej jednościennej dyspersji CNT na mililitr do fiolki.

Sonikować mieszaninę CNT DU przy użyciu tych samych parametrów, które są używane do wytwarzania czystych dyspersji CNT. Po schłodzeniu do temperatury pokojowej stabilizowane CNT cząstki lipidowe z konserwowaną, wewnętrznie samoorganizującą się nanostrukturą będą gotowe. W podobny sposób przygotuj cząsteczki lipidów, używając jednościennych dyspersji CNT o stężeniu 0,4 mikrograma na mililitr i 0,2 mikrograma na mililitr

Sonikuj dyspersje CNT PT z mocą 35% przez dłuższy czas piętnastu minut w trybie ciągłego impulsu. Schłodzić dyspersje do temperatury pokojowej i pozostawić je na 24 godziny przed ich scharakteryzowaniem. Monitoruj stabilność dyspersji za pomocą obserwacji wizualnej.

Sprawdź, czy dyspersje nie są zdestabilizowane lub czy w dyspersjach nie utworzyły się grudki. Rób zdjęcia w regularnych odstępach czasu aparatem cyfrowym. Na przykład w pierwszym tygodniu rób zdjęcia dyspersji.

Potem co drugi dzień przez tydzień. Następnie raz w tygodniu przez następne dwa tygodnie, a na koniec raz w miesiącu zgodnie z wymaganiami. Technika rozpraszania promieniowania rentgenowskiego pod małym kątem służy do określenia typu sieci międzynanostrukturalnej stabilizowanych cząstek lipidowych.

Wypełnij próbkę w jednomilimetrowej kapilarze kwarcowej i odpowiednio ją uszczelnij. Następnie umieść kapilarnę w stoliku na próbkę o kontrolowanej temperaturze. Opróżnić komorę próbki za pomocą pompy próżniowej.

Rejestruj wzorce rozpraszania 1D za pomocą mikropaskowego detektora rentgenowskiego sterowanego przez oprogramowanie. Po uzyskaniu trzech profili o czasie naświetlania wynoszącym 300 sekund, zintegruj te profile i kontynuuj analizę zgodnie z opisem w protokole tekstowym. Indeksuj wszystkie zarejestrowane wzory dyfrakcyjne za pomocą grupy przestrzennej PN3M, w której wyraźnie można zauważyć odbicia jeden-jeden-zero, jeden-jeden, dwa-zero-zero, dwa-jeden, dwa-dwa-zero i dwa-dwa-jeden.

Faza sześcienna lipidów o wysokiej lepkości jest defragmentowana na cząstki za pomocą ultradźwięków. Nieskazitelne, jednościenne lub funkcjonalizowane wielościenne nanorurki węglowe są używane jako stabilizatory do wytwarzania emulsji olejowo-wodnej o płynnej konsystencji. Optymalny stosunek CNT do lipidów jest wymagany do uzyskania jednorodnych i stabilnych emulsji.

Emulsje ze zbyt małą ilością CNT zawierają grudki lipidów. Natomiast emulsje z nadmiarem CNT zawierają grudki lipidowe CNT. Wzorce rozpraszania promieniowania rentgenowskiego pod małymi kątami potwierdzają, że faza sześcienna PN3M, przejawiana również przez zawartość lipidu fitanitrolu w nadmiarze wody, jest zatrzymywana w emulsjach stabilizowanych F127, a także we wszystkich emulsjach stabilizowanych CNT.

Badania statycznego rozpraszania światła pokazują, że rozkład wielkości kubosomów stabilizowanych przez F127 jest porównywalny z rozkładem wielkości kubosomów stabilizowanych CNT, a średnia wielkość cząstek mieści się w zakresie submikronowym. Charakterystyczne prążki główne G i G lub CNT obserwowane w widmach Ramana wykazują przesunięcie ku błękitowi dla cząstek lipidowych stabilizowanych CNT. Pokazuje to możliwe powlekanie CNT cząsteczkami lipidów, jak przedstawiono na tym schemacie.

Po obejrzeniu tej recenzji powinieneś dobrze zrozumieć, jak przygotować hybrydowe cząsteczki lipidowe CNT, jak wykazano w kilku prostych krokach. Te nanostrukturalne cząsteczki lipidowe i uczenie się cząsteczek funkcyjnych w samoorganizacji lipidów, a także na powierzchni CNT, co toruje drogę do badania hybrydowych nanocząsteczek w terapiach skojarzonych przeciwko poważnym chorobom.