Ajustabilidade de Nanoesponjas em Tamanho e Densidade Reticular

O objetivo geral desta técnica de síntese de nanoesponjas é entender e utilizar parâmetros de síntese importantes para o design e controle de tamanho na morfologia. Este método irá ajudá-lo a produzir nanopartículas em dimensões precisas e densidades de reticulação para aplicações de entrega de medicamentos. A principal vantagem desta técnica é que ela pode ser adaptada para diferentes densidades de reticulação dessas partículas e também para diferentes tamanhos dessas partículas e este é um fator muito importante em muitas aplicações onde essas partículas serão usadas.

Embora esse método possa fornecer informações sobre o design de nanopartículas por meio da utilização de parâmetros de síntese de lã personalizados, ele também pode ser aplicado a outras redes de polímeros, como hidrogéis e micropartículas. Remover a humidade de um balão de fundo redondo de 25 mililitros equipado com uma barra de agitação magnética, conforme detalhado no protocolo de texto. Uma vez arrefecido, retirar rapidamente o septo do balão redondo de fundo e adicionar 2,5 miligramas de triflato de estanho ao fundo do balão, utilizando uma espátula.

Substitua o septo. Sequencialmente, adicione 72,6 microlitros de 3-metil-1-butanol por meio de uma microsseringa de 100 microlitros e 1,33 mililitros de DCM anidro por meio de uma seringa de dois mililitros. Agite a suspensão em uma placa de agitação magnética por 10 minutos.

Em seguida, adicione sequencialmente 0,48 mililitros de AVL e 1,37 mililitros de VL.Deixe a reação continuar mexendo por 18 a 20 horas. Extinguir a reação adicionando aproximadamente cinco mililitros de metanol e, em seguida, adicionar 100 miligramas de sequestrante de parentesco de suporte sólido ao frasco e mexer por duas horas. Filtrar a suspensão por filtração por gravidade para remover o sólido, depois lavar o balão com solvente de diclorometano e deitá-lo sobre o filtro.

Remover o solvente por evaporação rotativa, com um aspirador de água como fonte de vácuo, aquecendo a 30 graus Celsius até que a solução fique viscosa. Precipite a gota do solvente, em 500 mililitros de metanol frio para produzir flocos de sólido branco. Em seguida, filtre a solução por filtração a vácuo em um funil contendo um disco de vidro com trastes com papel de filtro para coletar o sólido.

Transfira o produto sólido para um frasco pré-pesado por meio de uma espátula e seque durante a noite usando uma alta pressão de vácuo de 05 Torr para coletar o sólido branco escamoso. Adicione 500 miligramas do copolímero VLAVL a um frasco de seis jatos com uma barra de agitação magnética. Em seguida, adicione 6,15 mililitros de DCM anidro ao frasco e ao vórtice para solubilizar o polímero.

Em seguida, adicione 74,53 miligramas de mCPBA a um segundo frasco de seis fluxos. Adicione 6,15 mililitros de DCM anidro e vórtice até que o mCPBA esteja completamente solubilizado. Em seguida, transfira a solução mCPBA para a solução VLAVL.

Tampe a reação e cubra com um filme plástico de parafina, antes de deixar mexer por 48 horas. Transferir a mistura de reacção para uma ampola de separação de 50 mililitros e adicionar 15 mililitros de bicarbonato de sódio saturado. Tampe o funil separatório e balance suavemente para misturar.

Recolher a camada orgânica que contém o produto e transferi-la para um Erlenmeyer de 15 ml com um agitador magnético de tamanho apropriado. Adicione cinco mililitros de DCM à camada aquosa que ainda está no funil separador, tampe e balance suavemente. Recolha os produtos orgânicos e transfira-os para o balão do produto.

Depois de descartar os resíduos aquosos, transferir a camada orgânica de volta para um funil de separação. Em seguida, adicione sulfato de magnésio ao frasco do produto enquanto mexe sobre uma placa de agitação magnética para remover qualquer água residual, continue adicionando pequenas colheres de sulfato de magnésio até que não grude mais quando adicionado. Utilizar um funil de vidro equipado com papel de filtro para remover o sulfato de magnésio sólido, transferindo a mistura para um balão de fundo redondo de 50 mililitros.

Transfira o conteúdo do balão de fundo redondo para um frasco de produto pré-pesado. Remova o solvente por evaporação rotativa com o aspirador de água como fonte de vácuo e aquecimento a 25 graus Celsius. Coloque o frasco em alto vácuo a 05 Torr durante a noite para produzir um sólido ceroso branco.

Dissolva 200 miligramas do polímero VLAVL EVL, em 20,01 mililitros de DCM anidro, para uma concentração de apóxido de 0054 molar. Transferir a solução resultante para um balão de fundo redondo de 100 ml, com gargalo de 1420. Colocar o balão de reação num banho de óleo a 50 graus Celsius.

Agite a solução com um vórtice rápido e adicione 21,45 microlitros de EDEA gota a gota por meio de uma microsseringa. Montar o gargalo do balão com o condensador com camisa de água que tenha água fria a fluir através dele, equipado com um adaptador de gargalo 1420 e refluir a solução durante 12 horas. Em seguida, remover o excesso de solvente do balão de reacção por evaporação rotativa a 25 graus Celsius até obter uma solução viscosa.

Transfira o produto para um tubo de diálise de corte de peso molecular de 10k que tenha uma extremidade dobrada e fechada com o clipe de diálise. Enxágue o frasco com excesso de DCM e transfira-o para o tubo. Dobre a parte superior do tubo e feche-o com um clipe de diálise que tenha um fio para pendurar.

Em seguida, pendure o tubo de diálise na lateral de um copo de dois litros com uma barra de agitação grande e encha o copo com DCM até que o tubo de diálise esteja completamente submerso. Agite suavemente a solução de diálise em uma placa de agitação magnética e cubra o béquer com papel alumínio para evitar a evaporação do solvente. Remova o solvente despejando em um recipiente de resíduos e substitua por DCM novo três vezes ao dia, por 48 horas, para remover o polímero e o reticulador que não reagiram.

Após a diálise, remova todo o solvente do béquer e transfira o conteúdo do tubo de diálise para uma seringa de 10 mililitros equipada com um filtro de seringa de PTFE de 0,45 mícron. Empurre a solução através do filtro diretamente para um frasco de produto pré-pesado para remover quaisquer impurezas restantes. Remova o solvente por evaporação rotativa a 25 graus Celsius e, em seguida, coloque o frasco para injetáveis do produto em alto vácuo a 05 Torr durante a noite, para coletar um sólido ceroso amarelo claro.

Coloque 0,5 miligramas de nanoesponjas em um tubo de centrífuga de 1,5 mililitro. Adicione um mililitro de água filtrada para cultura de células. Use um sonicador de sonda para sonicar a solução com rajadas de dois segundos, quatro a cinco vezes à temperatura ambiente, até que as partículas desenvolvam uma suspensão fina.

Em seguida, adicione 30 miligramas de PTA a um mililitro de água filtrada de cultura de células em um tubo de centrífuga de 1,5 mililitro. Vortex na configuração mais alta por 10 segundos ou até que o PTA esteja completamente solubilizado para produzir solução de PTA a 3%. Use uma seringa de um mililitro com uma agulha de calibre 22 para extrair 0,5 mililitros da solução de 3% PTA, adicione quatro gotas da solução de 3% PTA às partículas e bata na configuração mais alta por 10 segundos.

Em seguida, use uma pinça de fechamento automático para pegar uma grade MET e mergulhá-la na solução de partículas rapidamente três vezes. Deixe a grelha secar durante cinco horas, sob uma cobertura para reduzir a recolha de pó na grelha. Finalmente, realize imagens TEM da amostra, usando alto contraste e uma objetiva de 40 mícrons.

Esta figura representa o método de síntese de nanoesponjas usando um copolímero linear de poliéster contendo grupos funcionais pendentes reagiram com um reticulador de diamina para formar nanopartículas discretas e solução. A imagem TEM é usada para caracterizar as dimensões precisas de cada conjunto de nanoesponjas, esta imagem contém nanoesponjas de 79 nanômetros com o desvio padrão de 12 nanômetros. Os tamanhos das nanoesponjas foram analisados com base no peso molecular do precursor do polímero e na quantidade de funcionalidade pendente para avaliar a relação entre esses dois fatores.

Uma tendência de aumento do tamanho da nanoesponja está correlacionada com um aumento no peso molecular do polímero, independente da funcionalidade do pingente. Os tamanhos das nanoesponjas também foram analisados com base na quantidade de funcionalidade pendente e na quantidade de reticulador de diamina adicionado à reação. Aumentar a funcionalidade do pendente e o equivalente do reticulador mostra um aumento nos tamanhos das nanoesponjas.

Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como utilizar esses parâmetros sintéticos para projetar essas nanopartículas para controlar o tamanho e a morfologia, exatamente como você deseja tê-las. Podemos ajustar a síntese dessas nanoesponjas com estes parâmetros importantes: peso molecular do polímero, concentração de apoxita e quantidade de reticulador. Após o desenvolvimento dessa síntese de nanopartículas, essa técnica tem sido vital para nosso laboratório de pesquisa explorar a entrega de pequenos compostos hidrofóbicos.

Ao tentar este procedimento, é muito importante ser preciso com as medições, pois a estequiometria e a concentração são muito importantes para o produto final. Seguindo esse procedimento, outros métodos de síntese de redes poliméricas podem ser realizados a fim de responder a questões relacionadas ao projeto de plataformas de liberação de fármacos.