Name: Przestrajalność nanogąbek pod względem wielkości i gęstości usieciowania (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-08-04T11:30:00.000+00:00
Duration: 11 min 15 s
Description: Poznaj technikę syntezy nanogąbek umożliwiającą precyzyjną kontrolę wielkości i gęstości usieciowania nanocząstek. Ta metoda pozwala dostosować parametry do zastosowań w systemach dostarczania leków.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

LK jest wdzięczny za dofinansowanie z National Science Foundation Graduate Research Fellowship Program (DGE-1445197) oraz Wydziału Chemii Uniwersytetu Vanderbilt. LK i EH dziękują za dofinansowanie instrumentu Osiris TEM (NSF EPS 1004083).

1. Synteza i charakterystyka AVL
<ol>
	<li>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.
	<ol>
		<li>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.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>Dodaj kolbę 3 do kolby 1 za pomocą małej kaniuli kroplami. Gdy kolba 3 jest pusta, wyjmij kaniulę.
	<ol>
		<li>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.</li>
		<li>Podgrzać do -10 °C, usuwając zimny aceton i suchy lód, a następnie zastąpić acetonem o temperaturze pokojowej.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>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.</li>
	<li>Wyjmij kolbę 1 z zamrażarki i pozostaw do ogrzania do temperatury pokojowej. Wlać roztwór z kolby 1 do rozdzielacza o pojemności 500 ml.</li>
	<li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>Usunąć rozpuszczalnik z produktu przez odparowanie obrotowe, ogrzewając w temperaturze 30 °C i używając aspiratora wody jako źródła podciśnienia.</li>
	<li>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.</li>
	<li>Przeprowadzić chromatografię cienkowarstwową przy użyciu 20% octanu etylu/heksanów jako eluentu w celu oznaczenia frakcji produktu.</li>
	<li>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%).</li>
</ol>
2. Synteza i charakterystyka VL- co- AVL
<ol>
	<li>Wysuszyć na płomieniu i przedmyć gazowym azotem kolbę okrągłodenną o pojemności 25 ml wyposażoną w mieszadło magnetyczne i przegrodę.
	<ol>
		<li>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.</li>
		<li>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.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>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%).</li>
</ol>
3. Epoksydowanie po polimeryzacji w celu wytworzenia jednostek kopolimeru epoksydowo-walerolaktonowego (EVL)
<ol>
	<li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>Przenieś rozwiązanie mCPBA do rozwiązania VL-AVL. Zakryj reakcję i przykryj plastikową folią parafinową. Pozostawić do wymieszania na 48 godzin.</li>
	<li>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.
	<ol>
		<li>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.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>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%).</li>
</ol>
4. Synteza i charakterystyka nanogąbek
<ol>
	<li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>Usunąć nadmiar rozpuszczalnika z kolby reakcyjnej przez odparowanie obrotowe w temperaturze 25 °C aż do uzyskania lepkiego roztworu.</li>
	<li>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.
	<ol>
		<li>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.</li>
		<li>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.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>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.</li>
	<li>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%).</li>
</ol>
5. Obrazowanie TEM morfologii i rozmiaru nanogąbki
<ol>
	<li>Przefiltruj 5 ml wody do hodowli komórkowych przez filtr strzykawkowy z PTFE 0,2 μm.</li>
	<li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>Wykonaj obrazowanie TEM12 próbki, używając wysokiego kontrastu i obiektywu 40 μm.</li>
</ol>

<ol><li>van der Ende, A. E., Sathiyakumar, V., Diaz, R., Hallahan, D. E., Harth, E. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2010/py/b9py00272c/unauth">Linear release nanoparticle devices for advanced targeted cancer therapies with increased efficacy.</a> Polym Chem. 1 (1), 93(2010).</li>
<li>Sharma, S., Parmar, A., Kori, S., Sandhir, R. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0165993615300121">PLGA-based nanoparticles: A new paradigm in biomedical applications.</a> Trends Anal Chem. 80, 30-40 (2016).</li>
<li>Cao, L. B., Zeng, S., Zhao, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+Stable+PEGylated+Poly%28lactic-co-glycolic+acid%29+%28PLGA%29+Nanoparticles+for+the+Effective+Delivery+of+Docetaxel+in+Prostate+Cancers%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale+Res+Lett%22%5BJournal%5D)">Highly Stable PEGylated Poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) Nanoparticles for the Effective Delivery of Docetaxel in Prostate Cancers.</a> Nanoscale Res Lett. 11 (1), 305(2016).</li>
<li>Chelopo, M. P., Kalombo, L., Wesley-Smith, J., Grobler, A., Hayeshi, R. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s10853-016-0602-4">The fabrication and characterization of a PLGA nanoparticle-Pheroid® combined drug delivery system.</a> J Mater Sci. 52 (6), 3133-3145 (2016).</li>
<li>Guan, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation%2C+in+vitro+and+in+vivo+evaluation+of+mPEG-PLGA+nanoparticles+co-loaded+with+syringopicroside+and+hydroxytyrosol%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mater+Sci+Mater+Med%22%5BJournal%5D)">Preparation, in vitro and in vivo evaluation of mPEG-PLGA nanoparticles co-loaded with syringopicroside and hydroxytyrosol.</a> J Mater Sci Mater Med. 27 (2), 24(2016).</li>
<li>Cannava, C., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2016/RA/C5RA27386B">Nanospheres based on PLGA/amphiphilic cyclodextrin assemblies as potential enhancers of Methylene Blue neuroprotective effect.</a> RSC Adv. 6, 16720-16729 (2016).</li>
<li>Locatelli, E., Franchini, M. C. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11051-012-1316-4">Biodegradable PLGA-b-PEG polymeric nanoparticles: synthesis, properties, and nanomedical applications as drug delivery system.</a> J Nanopart Res. 14 (12), (2012).</li>
<li>van der Ende, A. E., Croce, T., Hamilton, S., Sathiyakumar, V., Harth, E. M. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2009/SM/b820379b">Tailored polyester nanoparticles: post-modification with dendritic transporter and targeting units via reductive amination and thiol-ene chemistry.</a> Soft Matter. 5 (7), 1417(2009).</li>
<li>Lockhart, J. N., Stevens, D. M., Beezer, D. B., Kravitz, A., Harth, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dual+drug+delivery+of+tamoxifen+and+quercetin%3A+Regulated+metabolism+for+anticancer+treatment+with+nanosponges%5BTitle%5D)+AND+%22J+Control+Release%22%5BJournal%5D)">Dual drug delivery of tamoxifen and quercetin: Regulated metabolism for anticancer treatment with nanosponges.</a> J Control Release. 220 (Pt. B), 751-757 (2015).</li>
<li>Shriner, R. L., Hermann, C. K. F., Morrill, T. C., Curtin, D. Y., Fuson, R. C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aShriner%2C+RL+%22The+Systematic+Identification+of+Organic+Compounds%22">The Systematic Identification of Organic Compounds</a>. , 8th ed, Wiley. (2004).</li>
<li>Derome, A. E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDerome%2C+AE+%22Modern+NMR+Techniques+for+Chemistry+Research%22">Modern NMR Techniques for Chemistry Research</a>. , Pergamon Press. (1987).</li>
<li>Williams, D. B., Barry Carter, C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWilliams%2C+DB+%22Transmission+Electron+Microscopy%3A+A+Textbook+for+Materials+Science%22">Transmission Electron Microscopy: A Textbook for Materials Science</a>. , 2nd ed, Springer. (2009).</li>
<li>van der Ende, A. E., Kravitz, E. J., Harth, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Approach+to+Formation+of+Multifunctional+Polyester+Particles+in+Controlled+Nanoscopic+Dimensions%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Approach to Formation of Multifunctional Polyester Particles in Controlled Nanoscopic Dimensions.</a> J Am Chem. Soc. 130 (27), 8706-8713 (2008).</li>
<li>Stevens, D. M., Watson, H. A., LeBlanc, M. A., Wang, R. Y., Chou, J., Bauer, W. S., Harth, E. M. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2013/PY/c3py21119c">Practical polymerization of functionalized lactones and carbonates with Sn(OTf)2 in metal catalysed ring- opening polymerization methods.</a> Polym Chem. 4, 2470-2474 (2013).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Uzyskanie powtarzalnych rozmiarów nanogąbek jest kluczowe w zastosowaniach związanych z dostarczaniem leków. Wiele parametrów procesu polimeryzacji i syntezy nanogąbek wpływa na rozmiar oraz gęstość sieciowania otrzymanej cząstki. W naszej analizie zidentyfikowano trzy istotne parametry: masę cząsteczkową polimeru, funkcjonalność grup epoksydowych oraz ekwiwalenty sieciowania. Aby uzyskać zakres mas cząsteczkowych i funkcjonalności epoksydowych do syntezy nanogąbek, należy zmodyfikować stechiometrię kopolimeru VL-co-...

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 farmaceutycznymi1,9. 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.

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

przestrajalność nanogąbek pod względem wielkości i gęstości usieciowania

Nanosponge Tunability in Size and Crosslinking Density

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.

Aby ocenić zależność między parametrami syntezy nanogąbki a jej końcowym rozmiarem, kluczowe jest stężenie i funkcjonalność boczna każdego prekursora polimerowego. Na Rysunku 1 przedstawiono pomyślny schemat syntezy nanogąbek przeprowadzony w warunkach refluksu po wprowadzeniu zarówno polimeru prekursorowego, jak i sieciującego diaminy do DCM na 12 h. Stężenie epoksydów w roztworze jest również krytyczne dla tworzenia dyskretnych cząsteczek. Po zsyntezowaniu ...

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.

Przestrajalność nanogąbek pod względem wielkości i gęstości usieciowania

We describe a protocol for the synthesis of linear polyesters containing pendant epoxide functionality and their incorporation into a nanosponge with ...

Ogólnym celem tej techniki syntezy nanogąbek jest zrozumienie i wykorzystanie kluczowych parametrów syntezy w celu projektowania i kontroli rozmiaru oraz morfologii. Metoda ta pozwoli na otrzymanie nanocząsteczek o precyzyjnych wymiarach i gęstościach sieciowania w zastosowaniach związanych z dostarczaniem leków. Główną zaletą tej techniki jest możliwość dostosowania gęstości sieciowania oraz rozmiarów tych cząsteczek, co stanowi niezwykle istotny czynnik w wielu zastosowaniach, w których te cząsteczki będą wykorzystywane.Choć metoda ta może dostarczyć cennych informacji na temat projektowania nanocząstek dzięki wykorzystaniu 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 magnetyczny mieszadło zgodnie z opisem w protokole tekstowym. Po ochłodzeniu szybko usunąć septę z kolby okrągłodennej i za pomocą szpatułki dodać 2,5 miligrama triflanu cyny na samo dno kolby.Wymień septum. Następnie dodaj kolejno 72,6 µL 3-metylo-1-butanolu za pomocą mikrosyrgi de 100 µL oraz 1,33 mL bezwodnego DCM za pomocą strzykawki o pojemności dwóch mL. Mi

nanosponge-tunability-in-size-and-crosslinking-density

Research

JoVE Journal

Chemistry

Chemia

Biokompatybilne nanoczujniki zol-żel reagujące na pH mogą być wbudowane w elektrowirowane rusztowania z poli(kwasu mlekowo-ko-glikolowego) (PLGA). Wyprodukowane rusztowania samoraportujące mogą być wykorzystywane do monitorowania warunków mikrośrodowiskowych in situ podczas hodowli komórek na rusztowaniu. Jest to korzystne, ponieważ konstrukt komórkowy 3D może być monitorowany w czasie rzeczywistym bez zakłócania eksperymentu.

Rusztowania samoraportujące do trójwymiarowej hodowli komórkowej

Dokładne modelowanie struktur nanohelisowych jest ważne dla predykcyjnych badań symulacyjnych prowadzących do nowatorskich zastosowań nanotechnologii. Obecnie pakiety oprogramowania i kody są ograniczone w tworzeniu atomistycznych modeli spiralnych. Prezentujemy dwie procedury przeznaczone do tworzenia atomistycznych modeli nanohelisowych do symulacji, oraz interfejs graficzny do usprawnienia badań poprzez wizualizację.

Skalowalne nanohelisy do badań predykcyjnych i ulepszonej wizualizacji 3D

Przedstawiono metodę funkcjonalizacji nanorurek węglowych z polimerowymi warstwami enkapsulacyjnymi o zmiennej strukturze oraz charakterystyki strukturalnej za pomocą rozpraszania neutronów pod małym kątem.

Funkcjonalizacja jednościennych nanorurek węglowych z termoodwracalnymi kopolimerami blokowymi i charakterystyka za pomocą rozpraszania neutronów pod małym kątem

Proponujemy prostą technikę samoorganizacji koloidalnych nanocząstek krzemionki w celu stworzenia nanofluidycznego połączenia między dwoma mikrokanałami w polidimetylosiloksanie (PDMS). Korzystając z tej techniki, nanoporowatą membranę perełkową o wielkości porów do ~45 nm wbudowano w mikrokanał i zastosowano do elektrokinetycznego wstępnego zagęszczenia próbek DNA.

Tworzenie połączeń nanofluidycznych poniżej 50 nm w chipie mikroprzepływowym PDMS poprzez proces samoorganizacji cząstek koloidalnych

Opisane są protokoły wytwarzania degradowalnych termoresponsywnych hydrożeli opartych na sieciowaniu hydrazonów polimerowych oligomerów na skalę masową, mikroskalową i nanoskalę, przy czym ta ostatnia służy do przygotowania zarówno nanocząstek żelowych, jak i nanowłókien.

Wytwarzanie degradowalnych termoczułych hydrożeli w różnych skalach długości za pomocą wytłaczania reaktywnego, mikrofluidyki, samoorganizacji i elektroprzędzenia

Przedstawiono protokół wytwarzania dużego obszaru nanowzorzystego podłoża z małych form o nanowzorze do badania nanotopograficznej modulacji zachowania komórek.

Ekspandowanie nanowzorzystych substratów przy użyciu techniki ściegu do nanotopograficznej modulacji zachowania komórek

Półelastyczne polimery wykazują unikalne właściwości mechaniczne, które są szeroko stosowane przez żywe systemy. Jednak systematyczne badania nad biopolimerami są ograniczone, ponieważ właściwości takie jak sztywność polimeru są niedostępne. Niniejszy manuskrypt opisuje, w jaki sposób to ograniczenie jest obchodzone przez programowalne nanorurki DNA, umożliwiając eksperymentalne badania wpływu sztywności włókien.

Nanorurki DNA jako wszechstronne narzędzie do badania polimerów półelastycznych

Prezentowana jest prosta metoda wytwarzania nano-mikro wieloskalowych struktur dla funkcjonalnych powierzchni, poprzez agregację nanowłókien wytworzonych za pomocą anodowego filtra z tlenku glinu.

Wieloskalowe struktury agregowane za pomocą nadrukowanych nanowłókien dla powierzchni funkcjonalnych

Nanożele są doskonałą i wszechstronną platformą nanocząsteczek do dostarczania leków biologicznych. Reagujące na bodźce polimerowe nanożele na bazie glikolu poli(etylenowego), zdolne do kapsułkowania ładunków opartych na białkach, zsyntetyzowano przy użyciu jednoetapowej strategii sieciowania ko-nanopolimeryzacji w warunkach wodnych. Przedstawiono tutaj optymalne wytwarzanie i charakterystykę tych nowych nanocząstek.

Synteza nanożeli reagujących na bodźce przy użyciu wodnego jednoetapowego sieciowania i konanopolimeryzacji

Minimalizacja zmienności frakcji cząstek w granulowanych rusztowaniach ułatwia powtarzalne eksperymenty. W pracy opisano metody generowania rusztowań ziarnistych o kontrolowanych frakcjach cząstek do zastosowań w inżynierii tkankowej in vitro.

Kontrolowanie frakcji cząstek w mikroporowatych rusztowaniach z wyżarzonymi cząstkami do hodowli komórek 3D

Tutaj prezentujemy metody przygotowania quasi-dwuwymiarowych (2D) splątanych, usieciowanych i ciekłokrystalicznych zespołów aktynowych z oczyszczonych białek.

Dostrajanie trybów kurczliwości i deformacji aktywnych zespołów na bazie aktyny in vitro: od dwuwymiarowych sieci aktywnych do kropli ciekłokrystalicznych

Poznaj technikę syntezy nanogąbek umożliwiającą precyzyjną kontrolę wielkości i gęstości usieciowania nanocząstek. Ta metoda pozwala dostosować parametry do zastosowań w systemach dostarczania leków.

Przestrajalność nanogąbek pod względem wielkości i gęstości usieciowania

Przeglądaj więcej filmów