Przestrajalność nanogąbek pod względem wielkości i gęstości usieciowania

Ogólnym celem tej techniki syntezy nanogąbek jest zrozumienie i wykorzystanie ważnych parametrów syntezy do projektowania i kontroli wielkości w morfologii. Ta metoda pomoże Ci wytworzyć nanocząstki o precyzyjnych wymiarach i gęstościach usieciowania do zastosowań związanych z dostarczaniem leków. Główną zaletą tej techniki jest to, że można ją dostosować do różnych gęstości usieciowania tych cząstek, a także do różnych rozmiarów tych cząstek, co jest bardzo ważnym czynnikiem w wielu zastosowaniach, w których cząstki te będą używane.

Chociaż metoda ta może zapewnić wgląd w projektowanie nanocząstek poprzez wykorzystanie dostosowanych parametrów syntezy wełny, można ją również zastosować do innych sieci polimerowych, takich jak hydrożele i mikrocząstki. Usunąć wilgoć z 25-mililitrowej kolby okrągłodennej wyposażonej w mieszadło magnetyczne, jak wyszczególniono w protokole tekstowym. Po schłodzeniu szybko usunąć przegrodę z kolby okrągłodennej i dodać 2,5 miligrama cyny triflate na samo dno kolby za pomocą szpatułki.

Wymień przegrodę. Kolejno dodaj 72,6 mikrolitrów 3-metylo-1-butanolu za pomocą mikrostrzykawki o pojemności 100 mikrolitrów i 1,33 mililitra bezwodnego DCM za pomocą strzykawki o pojemności dwóch mililitrów. Mieszać zawiesinę na magnetycznej płytce mieszającej przez 10 minut.

Następnie kolejno dodaj 0,48 mililitra AVL i 1,37 mililitra VL.Pozwól reakcji kontynuować mieszanie przez 18 do 20 godzin. Ugasić reakcję, dodając około pięciu mililitrów metanolu, a następnie dodać 100 miligramów zmiatacza krewniaczego ze stałym wsparciem do kolby i mieszać przez dwie godziny. Przefiltrować zawiesinę przez filtrację grawitacyjną w celu usunięcia ciała stałego, a następnie przepłukać kolbę rozpuszczalnikiem dichlorometanowym i wlać go na filtr.

Usunąć rozpuszczalnik podczas odparowywania obrotowego, z aspiratorem wody jako źródłem podciśnienia, podgrzewając w temperaturze 30 stopni Celsjusza, aż roztwór stanie się lepki. Wytrącić rozpuszczalnik kroplami w 500 mililitrach zimnego metanolu, aby uzyskać płatki białego ciała stałego. Następnie przefiltrować roztwór przez filtrację próżniową do lejka zawierającego szklany dysk z bibułą filtracyjną w celu zebrania ciała stałego.

Przenieść stały produkt do wstępnie zważonej fiolki za pomocą szpatułki i wysuszyć przez noc przy użyciu wysokiego podciśnienia 05 Torr, aby zebrać białe, łuszczące się ciało stałe. Dodać 500 miligramów kopolimeru VLAVL do sześciostrumieniowej fiolki z mieszadłem magnetycznym. Następnie dodaj 6,15 mililitra bezwodnego DCM do fiolki i wiruj, aby rozpuścić polimer.

Następnie dodaj 74,53 miligramów mCPBA do drugiej sześciostrumieniowej fiolki. Dodaj 6,15 mililitra bezwodnego DCM i wiruj, aż mCPBA zostanie całkowicie rozpuszczony. Następnie przenieś rozwiązanie mCPBA do rozwiązania VLAVL.

Zakryj reakcję i przykryj plastikową folią parafinową, a następnie pozwól jej mieszać przez 48 godzin. Przenieść mieszaninę reakcyjną do 50-mililitrowego lejka separacyjnego i dodać 15 mililitrów nasyconego wodorowęglanu sodu. Zakryj rozdzielacz separatorem i delikatnie rozdrobnij, aby wymieszać.

Zebrać warstwę organiczną zawierającą produkt i przenieść ją do 15-mililitrowej kolby Erlenmeyera z mieszadłem magnetycznym o odpowiedniej wielkości. Dodaj pięć mililitrów DCM do warstwy wodnej, która nadal znajduje się w rozdzielaczu, zakryj, a następnie delikatnie rozkołysz. Zebrać substancje organiczne i przenieść je do kolby produktu.

Po wyrzuceniu odpadów wodnych przenieść warstwę organiczną z powrotem do rozdzielacza. Następnie dodaj siarczan magnezu do kolby produktu, mieszając na magnetycznej płytce mieszającej, aby usunąć resztki wody, kontynuuj dodawanie małych miarek siarczanu magnezu, aż przestanie się zbrylać po dodaniu. Użyj szklanego lejka wyposażonego w bibułę filtracyjną, aby usunąć stały siarczan magnezu, przenosząc mieszaninę do 50-mililitrowej kolby okrągłodennej.

Przenieść zawartość kolby okrągłodennej do uprzednio zważonej fiolki z produktem. Usuń rozpuszczalnik przez odparowanie obrotowe z aspiratorem wody jako źródłem podciśnienia i ogrzewaniem w temperaturze 25 stopni Celsjusza. Umieścić fiolkę w wysokiej próżni w temperaturze 05 Torr przez noc, aby uzyskać białe woskowate ciało stałe.

Rozpuść 200 miligramów polimeru VLAVL EVL w 20,01 mililitrach bezwodnego DCM, aby uzyskać stężenie apoksydu 0054 molowe. Powstały roztwór przenieść do kolby okrągłodennej o pojemności 100 mililitrów z szyjką 1420. Umieścić kolbę reakcyjną w łaźni olejowej w temperaturze 50 stopni Celsjusza.

Wymieszać roztwór z szybkim wirem i dodać kroplami 21,45 mikrolitrów EDEA za pomocą mikrostrzykawki. Wyposażyć szyjkę kolby w skraplacz z płaszczem wodnym, przez który przepływa chłodna woda, wyposażony w adapter na szyjkę 1420 i płukać roztwór zwrotnie przez 12 godzin. Następnie usunąć nadmiar rozpuszczalnika z kolby reakcyjnej przez odparowanie obrotowe w temperaturze 25 stopni Celsjusza, aż do uzyskania lepkiego roztworu.

Przenieść produkt do rurki dializacyjnej o masie cząsteczkowej 10k, której jeden koniec jest złożony i zamknięty klipsem do dializy. Przepłukać kolbę nadmiarem DCM i przenieść ją do przewodu. Złóż górną część rurki i zamknij ją klipsem do dializy z drutem do zawieszenia.

Następnie zawieś rurkę do dializy z boku dwulitrowej zlewki z dużym mieszadłem i napełnij zlewkę DCM, aż rurka do dializy zostanie całkowicie zanurzona. Delikatnie wymieszać roztwór dializacyjny na magnetycznej płytce mieszającej i przykryć 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.

Po dializie usunąć cały rozpuszczalnik ze zlewki i przenieść zawartość rurki do dializy do 10-mililitrowej strzykawki wyposażonej w filtr strzykawkowy z PTFE o grubości 0,45 mikrona. Przepchnąć roztwór przez filtr bezpośrednio do wstępnie zważonej fiolki z produktem, aby usunąć wszelkie pozostałe zanieczyszczenia. Usunąć rozpuszczalnik przez odparowanie obrotowe w temperaturze 25 stopni Celsjusza, a następnie umieścić fiolkę z produktem w wysokiej próżni w temperaturze 05 Torr przez noc, aby zebrać jasnożółte woskowe ciało stałe.

Umieść 0,5 miligrama nanogąbek w 1,5-mililitrowej probówce wirówkowej. Dodaj jeden mililitr przefiltrowanej wody z hodowli komórkowych. Użyj sonikatora sondy, aby sonikować roztwór za pomocą dwóch sekundowych impulsów, cztery do pięciu razy w temperaturze pokojowej, aż cząstki rozwiną drobną zawiesinę.

Następnie dodaj 30 miligramów PTA do jednego mililitra przefiltrowanej wody do hodowli komórkowych w 1,5 mililitrowej probówce wirówkowej. Wiruj na najwyższym ustawieniu przez 10 sekund lub do momentu, gdy PTA zostanie całkowicie rozpuszczony, aby wytworzyć 3% roztwór PTA. Użyj jednomililitrowej strzykawki z igłą o rozmiarze 22, aby pobrać 0,5 mililitra roztworu 3% PTA, dodaj cztery krople roztworu 3% PTA do cząstek i wiruj na najwyższym ustawieniu przez 10 sekund.

Następnie użyj pęsety samozamykającej, aby podnieść siatkę TEM i szybko zanurz ją w roztworze cząstek trzy razy. Pozostaw siatkę do wyschnięcia na pięć godzin pod przykryciem, aby zmniejszyć gromadzenie się kurzu na siatce. Na koniec wykonaj obrazowanie TEM próbki, używając obiektywu o wysokim kontraście i 40 mikronów.

Rysunek ten przedstawia metodę syntezy nanogąbek przy użyciu liniowego kopolimeru poliestrowego zawierającego wiszące grupy funkcyjne reagujące z diaminowym środkiem sieciującym, tworząc dyskretne nanocząstki i roztwór. Obrazowanie TEM służy do scharakteryzowania dokładnych wymiarów każdego zestawu nanogąbek, obraz ten zawiera nanogąbki o długości 79 nanometrów z odchyleniem standardowym wynoszącym 12 nanometrów. Rozmiary nanogąbek analizowano na podstawie masy cząsteczkowej prekursora polimeru i stopnia funkcjonalności wisiorka, aby ocenić związek między tymi dwoma czynnikami.

Tendencja do zwiększania rozmiarów nanogąbek jest skorelowana ze wzrostem masy cząsteczkowej polimeru, niezależnie od funkcjonalności wisiorka. Przeanalizowano również rozmiary nanogąbek w oparciu o ilość funkcjonalności wisiorka i ilość środka sieciującego diaminę dodanego do reakcji. Zwiększenie zarówno funkcjonalności wisiorka, jak i ekwiwalentu sieciującego świadczy o wzroście rozmiarów nanogąbek.

Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak wykorzystać te syntetyczne parametry do zaprojektowania tych nanocząstek, aby kontrolować rozmiar i morfologię, dokładnie tak, jak chcesz je mieć. Możemy dostroić syntezę tych nanogąbek do tych ważnych parametrów: masy cząsteczkowej polimeru, stężenia apoksytu i ilości środka sieciującego. Po opracowaniu tej syntezy nanocząstek, technika ta miała kluczowe znaczenie dla naszego laboratorium badawczego w celu zbadania dostarczania leków w małych związkach hydrofobowych.

Podejmując się tej procedury, bardzo ważne jest, aby być dokładnym w pomiarach, ponieważ stechiometria i stężenie są bardzo ważne dla produktu końcowego. Zgodnie z tą procedurą można przeprowadzić inne metody syntezy sieci polimerowych w celu uzyskania odpowiedzi na pytania związane z projektowaniem platform dostarczania leków.