Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Chemistry
Click here for the English version

Chemistry

הכנה קלילה של פנימית עצמית התאספו חלקיקים ליפידים מיוצב על ידי פחמן

Published: February 19, 2016 doi: 10.3791/53489
Automatic Translation
1, 2, 2, 1
1Centre for Materials Science, School of Physical Sciences and Computing, University of Central Lancashire, 2School of Food Science & Nutrition, University of Leeds

Abstract

אנו מציגים שיטה קלילה להכין חלקיקי שומני nanostructured על מנת לייצב את צינורות פחמן (CNTs). חד-דופנות (וטהור) ו-חומה רבה (פונקציונלי) CNTs משמש מייצב לייצר סוג פיקרינג שמן-ב-מים (O / W) אמולסיות. ליפידים כלומר, Dimodan U ו- Phytantriol משמשים כמו מתחלבים, אשר המים העודפים עצמית להרכיב לשלב Pn3m מעוקב bicontinuous. שלב צמיג מאוד זה מקוטע לחלקיקים קטנים יותר באמצעות בדיקת ultrasonicator בנוכחות מייצבים פעילים שטח קונבנציונליים או CNTs כפי שנעשה כאן. בתחילה, CNTs (בצורת אבקה) מפוזרים במים ואחריו ultrasonication נוספת עם השומנים מותכת כדי ליצור את התחליב הסופי. במהלך תהליך זה CNTs לקבל מצופה מולקולות שומנים בדם, אשר בתורו הן בחזקים להקיף את טיפות שומנים כדי ליצור תחליב חלקיקים כי הוא יציב במשך חודשים. הגודל הממוצע של חלקיקי שומני nanostructured CNT-התייצב נמצא r submicronange, אשר משווה גם עם החלקיקים התייצב באמצעות פעילי שטח קונבנציונליים. נתוני רנטגן פיזור זווית קטן מאשר את השמירה של שלב Pn3m מהעוקב המקורי תפוצות שומני CNT-התייצבו לעומת שלב השומנים הטהור (המדינה בתפזורת). ולכחול והורדה של העוצמות בסול מאפיין והלהקות 'G של CNTs שנצפתה ספקטרוסקופיית ראמאן לאפיין את האינטראקציה בין מולקולות פני שטח שומני CNT. התוצאות מראה כי יחסי הגומלין בין CNTs והשומנים אחראים הייצוב הדדי בתמיסות מימיות. ככל הריכוזים של CNTs מועסק לייצוב נמוכים מאוד ומולקולות שומנים מסוגלות functionalize את CNTs, הרעילות של CNTs צפויה להיות מבוטל תוך ההתאמה הביולוגית שלהם היא מאוד משופרת. לפיכך הגישה הנוכחית מוצאת פוטנציאל גדול יישומים ביו שונים, למשל, לפיתוח מערכות nanocarrier היברידי עבור משלוח של מ 'רובי מולקולות תפקודיות כמו טיפול משולב או polytherapy.

Introduction

במהלך העשורים האחרונים, ננוטכנולוגיה התפתחה ככלי רב עוצמה במיוחד בתחום פיתוח פרה-קליניים של תרופות למאבק במחלות לשמצה כגון סרטן 1. בהקשר זה, מבנים ננומטריים עם גודל <1,000 ננומטר נחקרים נרחב ככלי משלוח של ביומולקולות השונים הפועלים כגון תרופות, חלבונים, חומצות גרעין, גנים וסוכני הדמיה לאבחון 1-4. ביומולקולות אלה כמוסות או בתוך החלקיקים או מצומדות על פני שטח של חלקיקים ומשתחררות באתר של פעולה על ידי גורמים כגון pH או 5,6 טמפרטורה. למרות מאוד קטן בגודלם, שטח פנים הגדול של ננו-חלקיקים אלו מוכיח להיות יתרון מאוד עבור משלוח ממוקד של ביומולקולות פעילה. השליטה על גודל החלקיקים ואת biocompatibility הוא בעל חשיבות עליונה על מנת לייעל את היעילות הטיפולית ומכאן תחולת חלקיקים 7,8.ליפידים 9-13, פולימרים 14,15, מתכות 16,17 צינורות פחמן 18,19 הועסקו בכינויו nanocarriers עבור יישומים ביו או תרופות שונות.

יתר על כן, יישומי nanocarrier מבוססים על ננו עצמית התאספה שומנים יש משמעות רחבה בהרבה תחומים אחרים, כוללים מזון וקוסמטיקה 20,21. למשל, הם משמשים התגבשות חלבון 22, הפרדת ביומולקולות 23, כמו ייצוב מזון למשל, בקינוחים 24, ובסופו של משלוח של מולקולות פעילות כגון חומרי הזנה, חומרי טעם וריח ובשמים 25-31. ננו שומנים עצמי התאסף לא רק את היכולת לשחרר מולקולות ביו בצורה מבוקרות וממוקד 32-38 אבל הם גם מסוגלים להגן על המולקולות התפקודיות מפני השפלה הכימית אנזימטיים 39,40. למרות bilayer נוזל מישוריים הוא הכי commעל ננו-מבנה שנוצר על ידי מולקולות השומנים amphiphilic בנוכחות של מים, מבנים אחרים כגון משושה ו מעוקב הם נצפו גם 20,41,42 נפוץ. הסוג של ננו-מבנה שנוצר תלוי במבנה המבנה המולקולרי "השומנים, רכב השומנים במים כמו גם על תנאי הפיסיקלי כימי מועסק כגון טמפרטורה ולחץ 43. תחולת ננו השומנים הלא מישוריים במיוחד כי הפאזות מעוקב, מוגבלת בגלל הצמיגות שלהם גבוהה ועקביות תחום הלא הומוגנית. בעיות אלה הם להתגבר על ידי פיזור ננו ליפיד כמות גדולה של מים ליצירת שמן-ב-מים (O / W) תחליבים המכילים מיקרון או חלקיקים השומנים בגודל submicron. באופן זה, מוצר מתאים של צמיגות נמוכה ניתן להכין תוך שמירה על המבנה עצמי התאסף שומנים המקוריים בתוך חלקיקים המפוזרים. ההיווצרות הפנימית אלה חלקיקים עצמיים התאסף (המקוצרת כמו ISAsomes 44 למשל, cubosomes משלב מעוקב hexosomes משלב משושה) נפוץ דורש שילוב של צעד השקעת אנרגיה גבוהה והוספת מייצבים כגון פעיל שטח או פולימרים. מחקרים שנערכו לאחרונה בכיוון זה מדגים את היישום של חלקיקים מוצקים שונים 45 כולל חלקיקי סיליקה 46, חימר 47-49 צינורות פחמן 50 לייצוב תחליבים הנ"ל, כינה מתאים, פיקרינג 51 או Ramsden-פיקרינג תחליבים 52.

בשנים האחרונות, פחמן המבוסס ננו כגון צינורות פחמן חד-דופנות (SWCNTs), צינורות פחמן רב חומה (MWCNTs) ו פולרנים קיבלו תשומת לב רבה כמו biomaterials הרומן 53,54. החששות העיקריים הם רעילותם 55-58, insolubility מים 59 ומכאן biocompatibility שלהם 56. דרך יעילה להתמודד עם בעיות אלה היא פונקצית המשטחalization באמצעות מולקולות רעילות ביולוגיות כגון שומנים. בנוכחות של מים, שומנים אינטראקציה עם CNTs באופן משטח הידרופובי של CNTs מוגן מפני בתווך מימי הקוטב ואילו קבוצות ראש הידרופילי השומנים לסייע מסיסות או פיזורם במים 60,61. ליפידים הם המרכיבים בלתי נפרד אברונים הסלולר, כמו גם כמה חומרי מזון, ולכן קישוט שלהם רצוי להקטין את רעילות in vivo של CNTs. יישומים ביו-רפואיים המבוססים באופן עצמאי על CNTs 18,19 ו ננו השומנים 9-13 נמצאים תחת פיתוח נרחב אך יישומים המשלבים תכונות של שני עדיין לא-בחנו היטב.

בעבודה זו, אנו מעסיקים שני סוגים שונים של שומנים ושלושה סוגים של CNTs מתוכם SWCNTs הם בצורה והטהורה ואילו MWCNTs הם פונקציונליים עם הידרוקסיל וקבוצות קרבוקסיליות. השתמשנו בריכוזים נמוכים מאוד של CNTs להכין את התפוצות אשריציבות תלויה במספר גורמים כגון סוג של שומנים בדם, סוג של CNT, יחס של השומנים כדי CNT בשימוש, כמו גם על הפרמטרים sonication המועסקים כגון כוח ומשך. פרוטוקול וידאו זה מספק פרטים טכניים של שיטה של ​​ייצוב חלקיקי שומני kinetically באמצעות CNT-מייצבים שונים.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

זהירות: CNTs המשמש בעבודה זו הוא בצורת nanoparticulate אשר עשויה להיות סכנות נוספות לעומת עמיתיהם נפחם. שאיפת גרפיט, טבעיים וסינתטיים, יכול לגרום pneumoconiosis 62 דומה pneumoconiosis של העובד פחם. יתר על כן, חלו חששות הנוגעים הרעילות של ננו מבוסס פחמן וחלק מחקרים קודמים מראים רעילות חריפות וכרוניות הקשורות שאיפה של CNTs 63-68. לפיכך, להימנע משאיפת האבקה CNT בסדר ולטפל בו בזהירות רבה. אם בשאיפה, לעבור אוויר צח. אם הנשימה קשה, להשתמש חמצן טהור במקום, ולחפש אחר ייעוץ רפואי. ניסוחי פתרון / פיזור של צינוריות בטוחים למדי לטפל.

זהירות: ליפידים פעיל שטח המשמש במחקר זה הוא חומרים באיכות מזון ובכך שאינו מסוכן בכלל, אבל הם ממגרים בעיניים ובעור, וגם דליקים מאוד. לפיכך, השתמש כל נהלי הבטיחות המתאימות, כגון שימוש enשולט gineering (במנדף) וציוד מגן אישי (משקפי מגן, כפפות, חלוק, מכנסיים באורך מלא, נעליים סגורות) בעת הטיפול או הכנת דגימות ננו-חלקיקים. במקרה של מגע בעור או בעיניים, מייד בעור או בעיניים יש לשטוף עם הרבה מים במשך 15 דקות לפחות. לייעוץ רפואי במידת הצורך.

1. הכנת שלבים גורפים ליפידים / מים

זהירות: אחסן את השומנים במקרר ב 4 מעלות צלזיוס. שומני כיתה טהורים יש לאחסן במקפיא (-20 ° C). Aliquot אותם לתוך צלוחיות זכוכית קטנה, כדי למנוע זיהום של מניית והנוחות השלמות של טיפול. כימיקלים אחרים כולל CNTs פעיל שטח ניתן לאחסן ב RT אבל לשמור אותם הרחק מאור שמש ישיר.

  1. שמור שומנים, כלומר, Dimodan U (DU) ו Phytantriol (PT) ב RT במשך 15-20 דקות לפני פתיחת בקבוק / מכסה בקבוקון כדי למנוע התעבות לחות.
    (הערה: DU הוא גליצריד מזוקק המהווים 96% מונוגליצריד ואתהשאר הוא דיגליצריד וחומצות שומן חופשיות. שני מרכיבים מונוגליצריד מרכזי DU הם linoleate (62%) ו oleate (25%). לפיכך החלק ההידרופובי של DU בעיקר מכיל שרשראות C18 (91%), את ההרכב המדויק של אשר הוא כדלקמן; C18: 2 (61.9%), C18: 1 (24.9%), ו C18: 0 (4.2%), שבו C18 מציין שרשרת 18C ומספר לאחר המעי הגס עולה מספר אג"ח C = C. PT הוא תערובת של 3,7,11,15-tetramethyl-1,2,3-hexadecanetriol איזומרים אופטיים. הוא אינו מכיל קבוצה תפקודית אסתר אבל מורכב הזנב מאוד מסועף phytanyl עם headgroup תלת-הידרוקסי. שני DU ו PT ליצור שלבים מעוקב בנוכחותו של עודפי מים שהוא גם במקרה של הליבות של חלקיקי שומנים התייצבו 13, 45).
  2. ממיסים את השומנים על ידי הצבת צלוחיות באמבט מים חמים או מים המכילים כוס נשמר מעל 60 מעלות צלזיוס (חימום בוחש מגנטי: 230 V, 50 Hz, 630 W או דומה לשמש כדי לחמם את המים בכוס).
  3. לחלופין בקבוקונים חומים באמצעות מחממי בלוק. אין לחמם את השומנים המכילים בקבוקונים ישירות על הפלטה החשמלית על מנת למנוע שיפוע טמפרטורה ופירוק שומנים שלאחר מכן.
  4. לשקול 500 מ"ג של השומנים המותכים, בצינור microcentrifuge שקל בעבר (עם כובע צמד חרוטים, 1.5 מיליליטר), בעזרת פיפטה זכוכית פסטרתי עם נורת לטקס.
  5. להוסיף 500 מ"ל מים ultrapure (מים התנגדות = 18.2 MΩ · ס"מ) אל הצינור microcentrifuge לעיל.
  6. מערבבים את המרכיבים באופן ידני במשך 15 דקות באמצעות זעירים מרית (שהותקנה). הפוך מרית כגון באמצעות שיטוח הקצה החד של מחט מזרק (0.9 מ"מ x אורך צינורית 40 מ"מ) באמצעות plier.
  7. צנטריפוגה תערובת שומנים / מים במשך 10 דקות במהירות של g x 2,000. שוב מערבבים את התערובת באופן ידני במשך 10 דקות, ולאחר מכן לאזן אותו למשך 24 שעות. לפני המאפיינת את הדגימות, מערבב אותם במשך 5 דקות ולאחר מכן להשאיר אותם ב RT.
  8. כדי להבטיח את ההיווצרות של שלב שומני שיווי משקל לאורך הצינור כולו, לבצע כ -10 מחזורים להקפיא להפשיר ו inte rmittently לבצע צעד צנטריפוגה כמוגדר לעיל. שניהם בצורה DU ו PT מאוד שלבים השומנים בתפזורת צמיגה ולכן קשה לטפל בהם באופן ידני (איור 1).
    הערה: בפרוטוקול לעיל (סעיף 1) הוא רק הכרחי, אם אחד רוצה להשוות התנהגות nanostructural (סוג סריג וממדים של הרכבה עצמית) של חלקיקים התפזרו עם שלב השומנים בתפזורת ו / או להשתמש בו כשלט כדי לאשר את שמירה של ננו-מבנה המקורי.

איור 1
הכנה איור 1. של O / תחליב חלקיקי W עם עקביות נוזל משלב שומנים צמיג מאוד באמצעות השקעה אנרגיה גבוהה (ultrasonication) ושימוש-מייצבי CNT שונים, כלומר SWCNT, MWCNT-OH, MWCNT-COOH (איור לשכפל מהתייחסות [50] באישור האגודה לכימיה רויאל)."Target =" _upload / 53,489 / 53489fig1large.jpg _ blank "> לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

2. הכנת חומרים פעילי שטח מיוצב חלקיקים ליפידים

  1. כן 0.2% (w / w) פעיל שטח (F127 pluronic) פתרון במים.
    1. ממיסים 200 מ"ג של פעילי שטח (אבקה לבנה) ב 100 מ"ל מים ultrapure ידי ערבוב זה במשך 20-30 דקות (על צלחת מגנטי באמצעות בר בוחש מגנטי). F127 Pluronic הוא פעיל שטח בלתי יוני הוא נפוץ כמו מייצב אמולסיה. זהו קופולימר triblock של PEO 99 -PPO 67 -PEO 99, ומכאן לוקח הרבה זמן להתמוסס במים.
  2. הוספת 500 מ"ג של מותכת DU או PT (בעזרת פיפטה זכוכית פסטר) כדי בקבוקון זכוכית (נצנץ-סיד סודה מצויד כובע אוריאה מרופד בנייר כסף, 20 מיליליטר).
  3. להוסיף 9.5 גרם של פתרון F127 0.2%.
  4. על מכונת ultrasonication החללית, בחוזקה מהדקות את הצנצנת על התשובה עומדת לסת (אביק Stand סט,לעמוד, מהדק, בסיס, מוט, לסת גומי 3 ו bosshead), כך שהוא יכול לעמוד תנודות שנוצרו על ידי sonication.
  5. הכנס את החללית סגסוגת טיטניום מוצק (13 מ"מ קוטר x 139 מ"מ אורך) המחוברים תא sonicator. התאם את הגובה והמצבה של בקבוקון על מנת להבטיח כי הצדדים והתחתונים שלה אינם נוגעים אל החללית. מרחק של 0.5 ס"מ בין קצה החללית והחלק התחתון של בקבוקון זכוכית נותן תוצאות טובות.
  6. Sonicate את התערובת במשך 10 דקות במצב פעם עם דופק 1 שניות בתיווך זמן 1 שניות עיכוב ב 35% (של המקסימום) הכח. הבקבוקון מתחמם מאוד בשל החום שנוצר במהלך sonication. לכן, יש לאפשר לה להתקרר RT לפני שהסיר אותו המהדק.
  7. אחסן את הפיזור בנוי חלבי ב RT במשך לפחות 24 שעות, לפני שימוש נוסף. זאת על מנת להבטיח את יציבותו נגד הפרדת פאזות.
    הערה: לפני ואחרי השימוש החללית, לנקות אותו עם אצטון, במגבת נייר, ולאחר מכן לשטוף אותו עם מים ultrapured לייבש אותו פעם נוספת.

3. הכנת דיספרסיות של CNTs טהור מים

  1. בשני כוסות נפרדות, לשקול 4 מ"ג אבקת MWCNT-OH ו MWCNT-COOH, אשר שניהם הם בצבע שחור.
  2. מוסיפים מים ultrapure 500 מ"ל לכל כוס. באמצעות בדיקה ultrasonicator sonicate תערובות עבור 2 דקות בתוך מצב הדופק רציפה ב 40% (של מקסימום) כוח. ריכוז כתוצאה של פיזור MWCNT הוא 8 מיקרוגרם / מ"ל ​​(פתרון המניות).
  3. לדלל את הפתרון המניות MWCNT עם כמויות מתאימות של מים ultrapure להשיג 6.25, 5, 4, 2 מיקרוגרם / תפוצות MWCNT מ"ל.
  4. Sonicate תפוצות אלה כפי שתואר קודם לכן (ראה 3.2).
  5. באופן דומה, לפזר 3 מ"ג של SWCNT אבקת (גם בצבע שחור) ב 500 מ"ל מים ultrapure לבצע פיזור SWCNT 6 מיקרוגרם / מ"ל ​​(פתרון המניות).
  6. לדלל את הפתרון המניות SWCNT ו sonicate אותם כפי שתואר לעיל (ראה 3.2) להשיג 0.5, 0.4, 0.3125, 0.2 מיקרוגרם / מ"ל ​​SWCNT dispersions.
    הערה: כל התפוצות ברורות במשך כ -30 דקות, שלאחריו CNTs להתחיל ליישב בתחתית.

4. הכנת חלקיקים ליפידים Nanostructured CNT מיוצב (איור 1)

  1. לשקול 500 מ"ג של DU מותכת לתוך בקבוקון זכוכית.
  2. להוסיף 9.5 מ"ל של פיזור SWCNT 6 מיקרוגרם / מ"ל ​​ל הבקבוקון.
  3. Sonicate את תערובת CNT-DU באמצעות אותם הפרמטרים כמו משמש להכנת תפוצות CNT טהורות (ראה 3.2). לאחר קירור RT, חלקיקי שומני CNT-התייצב עם ננו-מבנה המשומר פנימי עצמי התאספו יהיה מוכן.
  4. באופן דומה, להכין את חלקיקי השומנים באמצעות תפוצות SWCNT 0.4 מיקרוגרם / מ"ל ​​ו 0.2 מיקרוגרם / מ"ל.
  5. בצע את פרוטוקולי 4.1 ל 4.4 ל את חלקיקי השומנים באמצעות MWCNT-OH ו MWCNT-COOH אבל באמצעות ריכוזים שונים, כלומר 8, 4 ו -2 מיקרוגרם / מ"ל ​​של CNT.
  6. באופן דומה, להכין שלושה תפוצות CNT-PT שונים באמצעות 4 מיקרוגרם / מ"ל ​​MWCNT-OH ו MWCNT-COOH וכן 0.4 מיקרוגרם / מ"ל ​​SWCNT. ראוי לציין, כי תפוצות CNT-PT דורשות פחות חשמל (35% לכל היותר) אבל זמן רב יותר (15 דקות) במצב דופק רציף. מצנן את התפוצות כדי RT ולהשאיר אותם למשך 24 שעות לפני המאפיינת אותם.
    הערה: פרמטרי Sonication עשויים להיות שונים עבור שומנים שונים (כמו DU ו PT כאן) ועבור בהרכבים שונים; הם צריכים להיות מותאמים על מנת להשיג תפוצות היטב התייצבו.

5. פיקוח על היציבות של דיספרסיות ליפידים CNT מיוצב

  1. לפקח על היציבות של התפוצות ידי תצפית ויזואלית: לבדוק אם התפוצות הם מערערים או אם גושים יצרו ב התפוצות.
  2. קח תמונות (עם מצלמה דיגיטלית) במרווחי זמן קבועים. למשל, לקחת תמונות של תפוצות כל יום בשבוע הראשון, ולאחר מכן בכל יום אחר במשך שבוע ואחריו פעם בשבוע במשך השבועיים הקרובים, ולבסוף פעם בחודש לפי דרישה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

התוצאות הבאות מייצגות) ביציבות של תפוצות, ב) התפלגות גודל חלקיקים שומנים בדם, ג) סוג של הרכבה עצמית ו-ד) ראיות לציפוי השומנים של CNTs. היציבות של תפוצות (איור 2) היה פיקוח באמצעות מצלמה 5 מגה פיקסל עם פוקוס אוטומטי ופלאש LED.

איור 2
איור 2. שרטוטים של סוגי CNT (א) MWCNT-OH, (B) MWCNT-COOH, ו- (ג) SWCNT ותמונות של התחליבים המקבילים. תחליבים יציבים התקבלו רק באזור מסוים (מוצלים) שבו CNT כדי שומנים היחס היה אופטימלי; מעל ומתחת אמולסיה יציבה לא יוצרים בגלל כמות קטנה מדי או גדולה מדי של CNTs, בהתאמה. חץ מציין גוש CNT טיפוסי אמולסיה יציבה. מדידות אלה בוצעו עבור מגוון של תפוצות DU-CNT; represאלה entative מוצגים כאן (דמות לשכפל מ הפניה [50] באישור האגודה המלכותית לכימיה). נא ללחוץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

רנטגן פיזור זווית קטנה (SAXS) תבניות נרשמו על מנת לקבוע את סוג הסריג של ננו-מבנה הפנימי של isasomes התייצב (איור 3 א). המצלמה SAXSpace מחובר ציוד לייצור רנטגן אנליטית (ISO-DEBYEFLEX3003) עם האנודה Cu-אטום-צינור ההפעלה ב 40 kV ו -50 מילי-אמפר. צינור רנטגן הוא מקורר עם מעגל מים סגור. היחידה לחסום collimation SAXSpace הופכת את הקרן הצבעונית רנטגן מסתעפת לתוך קרן בצורת קו אנכי ממוקדת של קרינת α Cu-K עם אורך גל, λ, של 0.154 ננומטר. עבור הניסויים SAXS במצב ברזולוציה גבוהה נבחר, אשר permits לזהות וקטור פיזור מינימאלי, דקות q, של 0.04 ננומטר -1 (q = (4π / λ) sinθ, שבו 2θ הוא זווית פיזור). תחנת קרן שקופה למחצה מאפשרת להקליט את פרופיל קרן העיקרי נחלש עבור קביעה מדויקת של וקטור אפס פיזור תיקון הילוכים. כל אחת מהדגימות למד מוקף באותו חזק ואקום, נימי 1 מ"מ קוורץ לשימוש חוזר כדי להבטיח פיזור נפח זהה בדיוק. הנימים הושמו הבמה מדגם בקרת טמפרטורה מצוידת אלמנטי פלטייה, אשר מחובר תרמוסטט קירור מים כדי לסלק את עודף החום. כל הניסויים בוצעו על 25 מעלות צלזיוס עם יציבות טמפרטורה של 0.1 מעלות צלזיוס. משאבת ואקום שמשה לפנות את תא המדגם השיג לחץ מינימאלי של ~ 1 mbar. דפוסי פיזור 1D נרשמו עם גלאי מיקרו-רצועת רנטגן. גלאי זה הוא ספירת פוטון יחיד ויש לו sensitive שטח של 64 × 8 מ"מ 2 הכולל 1,280 ערוצים כל אחד עם גודל ערוץ של 0.05 × 8 מ"מ (נ × ח). המרחק המדגם-הגלאי היה 317.09 מ"מ. כל דגימה נחשפה שלוש פעמים במשך 300 שניות, ופרופילי הפיזור המשולבים שלהם היו ממוצעים.

תוכנת SAXStreat הועסקה כדי לתקן את דפוסי הפיזור ביחס ומיקום הקרן העיקרי. נתוני SAXS היו עוד השידור תוקן על ידי שיגדיר את עוצמת הפיזור נחלש ב q = 0 לאחדות ואת הרקע היה מופחת באמצעות תוכנת SAXSQuant. שקל וקטור הפיזור כויל עם כסוף behenate, שבו יש ריווח סריג ידוע של 5.84 69 ננומטר. כל דפוסי העקיפה רשמו יכולים להיות צמודה עם הקבוצה המרחב Pn3m (יהלום שלב מעוקב bicontinuous), שבו 110, 111, 200, 211, 220 ו 221 ההשתקפויות זוהו (איור 3 א). הלוס אנג'לספרמטר ttice, a, עבור בשלב Pn3m נקבע על ידי רגרסיה ליניארית החלת משוואת הסריג הבאה

a = 2 π / q hkl × √ (h 2 + k 2 + L 2) (1)

כאשר h, K ו- L הם מדדי מילר.

התפלגות גודל וגודל חלקיקי שומנים התפזר (איור 3 ב) נקבעה באמצעות analyer גודל חלקיקי ליזר.

איור 3
איור 3. (א) SAXS דפוסים בשלב Pn3m שנצפה עבור phytantriol בתפזורת (PT) ו ההקביל תפוצות מוכנות עם 5% WT PT במים עודפים באמצעות F127 ומייצבי CNT שונים. התרשים סכמטי 3-D הראה מצד מציג ימין של התא היחיד של שלב Pn3m, המהווה שלב מעוקב bicontinuous המבנה שלהן נשען על היהלום כפול (D) הקלד משטח מינימאלי. חצים כחולים מצביעים פגישת ערוצי מימית בזווית tetrahedral ואילו אזורים הידרופובי מימיים צבע מקודדות צהובים וכחולים, בהתאמה. פסגות מאפיין לשלב Pn3m באינדקס כמו √2, √3, √4, √6, √8, √9 ומדדי מילר המקביל מוצגים הסוגריים. כל הפסגות מעל גלויי PT בתפזורת, ואילו ארבע ההשתקפויות הראשונות גלויות עבור התפוצות; בכל זאת יש בכך כדי לזהות את ננו Pn3m ולהעריך פרמטרי הסריג שלהם. פיקס מודגשים בכוכביות y לציין את הדו-קיום של שלב מעוקב סוג Ia3d, אשר בדרך כלל יוצר עם תכולת מים נמוכות, ולכן לא ראה עבור תפוצות. חלקיקים ליפידים עם 'ננו-מבנה מעוקב' בפנים שלהם נקראים בכינויו 'cubosomes'. (ב) גודל חלוקת cubosomes מוכן באמצעות מייצבים שונים, כפי שהיא נמדדת על ידי פיזור אור סטטי. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

האינטראקציות בין CNTs וחלקיקי שומנים נחקרו באמצעות ספקטרוסקופיית ראמאן (איור 4). הדגימות: CNTs, השומנים וחלקיקי שומני CNT-התייצבו היו מיובשות, ראשון באמצעות גז חנקן ולאחר מכן על ידי שמירה על אותם ייבוש ואקום במשך כ 20 דקות. ספקטרה נרשמו באמצעות ספקטרומטר Horiba Jobin-Yvon LabRAM HR800 מצויד אנדור אלקטרומגנט טעון מכשיר מצמיד (CCD) לגילוי אור ומצלמת וידאו להנחות אוסף רפאים. קו עירור 532 ננומטר של Nd: YAG לייזר נוצל כדי לאסוף ספקטרה בטווח 100-4,000 ס"מ - 1 באמצעות צורמת של 600 גרם מ"מ - 1 מוצתים 750 ננומטר.. המטרה למרחקים ארוכים עבודה 50X עם צמצם המספרי של 0.50 שימש לרכישת ספקטרום והחור confocal נקבע ל 100 מיקרומטר. לפני המדידות, המכשיר כויל על 520.8 ס"מ - 1 קו ספקטרלי של סיליקון. כל הספקטרום נאסף ב RT (25 ° C) על ידי צבת המדגם בשקופיות פלואוריד סידן. ספקטרה נרכשו באמצעות לייזר 532 ננומטר וצברה 5 פעמים עם חשיפה 1% למשך 10 שניות. LabSpec 6 חבילת תוכנת ספקטרוסקופיה המשמשת מראש עיבוד הנתונים גולמיים וחקירת נתונים מיידית.

ftp_upload / 53,489 / 53489fig4.jpg "/>
איור 4. ספקטרום ראמאן עבור (א) מיובש שומנים טהורים, MWCNT-COOH ו CNT-התייצבו חלקיקים המכילים שומנים 5.0 מיקרוגרם / מיליליטר MWCNT-COOH, (B) שומנים טהורים, MWCNT-OH חלקיקים המכילים שומני 5.0 מיקרוגרם / מיליליטר MWCNT- OH, ו- (ג) שומנים בדם טהור, חלקיקים SWCNT ו המכילים שומנים SWCNT 0.3125 מיקרוגרם / מ"ל. כל עקומות מייצגים ממוצע של עשר ספקטרה שבו עוצמות, ביחידות כלשהן הם זממו לעומת הגל. קווים אנכיים משמשים להנחות את העין, וכדי להקל על זיהוי של המשמרות הכחולות G ולהקות 'G. ניסויים אלה בוצעו עבור DU. (ד) תרשים סכמטי של קישוט שומנים אפשרי (עצמי להרכבה) על משטח CNT (דמות לשכפל מ הפניה [50] באישור האגודה המלכותית לכימיה). נא ללחוץ כאן VIEW גרסה גדולה יותר של דמות זו.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

ייצוב של חלקיקי שומנים
שלושה CNTs שונים משמשים לייצוב תפוצות השומנים; שתיים מהם רבי חומה ו פונקציונלי באמצעות -OH וקבוצות -COOH, ואחד הוא יחיד חום ולא פונקציונלי (וטהור). את CNTs מגוונות בגודל כדלקמן (אורך x קוטר): MWCNT-COOH: 9.5 ננומטר x 1.5 מיקרומטר; MWCNT-OH: 8-15 ננומטר x 50 מיקרומטר; SWCNT: 1-2 ננומטר x 1-3 מיקרומטר. את CNTs האבקה פוזרו במים על ידי חללית-sonication אולטרה. בגדלים הנ"ל של CNTs צפויים להקטין עוד יותר עקב-sonication אולטרה, אם כי באופן לא אחיד. תפוצות CNT במים טהורים נכתבו הפרדת לאחר כ -20 דקות, ומכאן עבודה נוספת בוצעה בתוך פרק זמן זה כלומר, תוספת של שומנים sonication השני. האחרון (ultrasonication שבוצע על תערובות שומנים-CNT) מסייע היתוך פירוק תחומי שומנים גדולים ובלתי עקביות נוצרו במהלך הידרציה לחלקים תת-מיקרון. פיזור i השומנים בתפזורתn באופן שמסייע בין השאר להיווצרות שיווי המשקל של ננו העצמית התאסף, אשר מחייבת אחרת להקפיא להפשיר מחזורים קפדניים ו / או זמן רב (ימים עד שבועות). הפסקות שלב השומנים בתפזורת לתוך החלקיקים ואילו CNTs מצופה השומנים כביכול ליצור פצצות סביבם. Ultra-sonication משפר את האינטראקציות הידרופוביות בין CNTs לבין רשתות אלקיל של מולקולות שומנים לקשט CNTs ובכך ידי רשתות אלקיל שומנים. לפיכך CNTs מצופה לייצב את שלב שומנים מהקוטע המוביל תחליב חלקיקים. ייצוב הדדי זה ימנע את ההצטברות של CNTs כמו גם מפזר את חלקיקי השומנים. תפוצות כאלה נקראות גם פיקרינג (עקב שימוש של חלקיקים מוצקים) סוג שמן-ב-מים (O / W) אמולסיות, שבו השומנים מהווים "שלב נפט 'תוך' מים עודפים 'מהווים מדיום אמולסיה הרציף (איור 1 ). פרמטרים ultrasonication (אורך הפולס, זמן השהיה וכוח), פרמטרים physicochemical של מייצב(למשל, מידות, functionalization), ריכוז של שלב התפזר ורכב של הפיזור (למשל, CNT יחס שומנים בדם) הם קריטיים על מנת להבטיח את היציבות הסופית של התפוצות ולכן צריך להיות מותאמים עבור מערכות הפעלה שונות (שומנים בדם).

אופטימיזציה של CNT יחס שומנים עבור תחליבים יציבים
קיים מגוון רחב של ריכוזי לכל CNT-סוג (איור 2) הועסק על מנת לייצב את ננו עצמית התאספו המתקבל שני שומנים שונים. עם זאת, תחליבים הומוגנית ויציבים נוצרים רק בטווח מסוים של CNT יחס שומנים; מדי יחסי גבוה לגרום צבירה של CNTs, תוך יחסים נמוכים מדי להוביל תחליבים יציבים, כי אין מספיק CNTs להשיג כיסוי חלקיק-פני שטח מספיק. תנאי הייצוב ביותר נמצאו עם ריכוזים בין 3-5 מיקרוגרם / מיליליטר עבור MWCNT-COOH ו MWCNT-OH, ואילו עבור SWCNT בטווח של 0.3-0.45מיקרוגרם / מ"ל.

אפיון מורפולוגי של חלקיקי שומנים
המדידות SAXS לוודא כי חלקיקי השומנים של PT לשמור על ננו-מבנה השלב מעוקב המקורי (שמוצג על ידי שלב בתפזורת) (איור 3 א). אנו מניחים כי השלב מעוקב גם נשאר במקרה של חלקיקי DU, אולם זה צריך אישור נוסף כפי שהוא לא למד את העבודה הנוכחית. פרמטר הסריג שנצפה עבור שלב Pn3m עיקר PT הוא 6.84 ננומטר, אשר על עליות פיזור 7.1 ננומטר. פרמטר הסריג הנמוך יותר עבור שלב בתפזורת מיוחס חוסר מים עודף, אשר ניתן לאשר גם על ידי הקיום של שלב Ia3d (פסגות בסימן * ב איור 3 א). שלב Ia3d נמצא בדרך כלל בתנאי מים מוגבלים. פרמטרי הסריג עבור שלב Pn3m שנצפה עבור כל חלקיקי השומנים התפזרו (כלומר, על מנת לייצב את פעילי שטח כמו גם על ידי כל סוגי CNT) הם practically זהה המציין תנאי המים העודפים. זה גם שולל את האפשרות של הפרעות מונחות CNT ברמה מולקולרית אשר, אחרת, יכול להיות מופעל שינוי של שלב השומנים.

התפלגויות גודל cubosomes ניתנות על ידי ההפצות משוקללות הנפח כפי שמוצג באיור 3 ב. למרות חלקיקי מיוצב CNT להציג התפלגות גודל רחבה, רוב תערוכת החלקיקים בגדלים בין 532-760 ננומטר אשר דומה לגודל של פעילי שטח התייצבו חלקיקי שומני בדם (674 ננומטר).

ציפוי השומנים של CNTs
עבור CNTs טהור, להקות גרפיט ראמאן טיפוסי נראים ספקטרום ראמאן. להקת G אשר תואמים את הרטט-המטוס של 'אג"ח CC ", להקת D (לא מוצג) וזה בשל נוכחותם של הפרעה במערכות פחמן והלהקה' G אשר מיוחסת הנימה של להקת D 70 הם נצפו בבירור. עם interactiעל של CNT עם שומנים ועל היווצרות חלקיקי שומני CNT מיוצב (השווה עקומות ירוקות וכחול באיור 4), ומעבר wavenumbers הגבוה (ולכחול) הוא ציין. המעבר הכחול ציין, יכול להיות בגלל: אני) בלחץ גבוה המופעל על CNTs במהלך ultrasonication וכתוצאה מכך ארצות פזוריו בניגוד למצב ארוז כאשר 70,71 טהור, ו / או ii) אינטראקציות בין CNTs ומולקולות שומנים באמצעות ציפוי של CNTs על ידי שומנים (ולכחול כגון דווח בעבר על ידי Douroumis et al. 72 עבור SWCNTs מצופה שומנים בדם).

הקיטון עוצם יחסי של פסגות CNT ומראה של אותות שומנים (מ עקומים אדום של שומנים טהורים (איור 4) נוסף מאשר את הציפוי של CNTs על ידי מולקולות שומנים. הדבר מצביע על כך האינטראקציות הידרופוביות בין CNTs ורשתות אלקיל של מולקולות שומנים לקשט את משטח CNT בצורה כזאת שקבוצות הראש הידרופילי להתמודד אזורים מימיים ובכך stabiliO זיע / תחליב W, כפי שמוצג על ידי סכמטי באיור 4D.

אנחנו הוכחנו שיטה חכמה ופשוט של kinetically ייצוב אמולסיה סוג O / W של חלקיקי שומני nanostructured באמצעות CNTs השונה. בריכוזים נמוכים מאוד (<10 מיקרוגרם / מ"ל) של CNTs מספיקות כדי לייצב את פיזור nanoparticle הליפידיות מבטיח במיוחד עבור יישומים in vivo. קישוט של CNTs על ידי מולקולות שומנים צפוי למזער רעילותם תוך שיפור biocompatibility. הסיכוי של טעינת מולקולות פונקציונליות בתוך ההרכבה עצמי שומנים וכן על פני שטח CNT לספק פוטנציאל אינסופי של חלקיקי שומני CNT מיוצב בתחום מדעים הביו-רפואי במיוחד בהקשר של טיפולים משולבים נגד מחלות עיקריות 73.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

יש לנו מה למסור.

Acknowledgments

ברצוננו להודות לד"ר מתיו ג 'בייקר, עכשיו באוניברסיטת Strathclyde, גלזגו על התמיכה עם ניסויים רמן מר ניק גונט עבור עבודתו מראש של הפרויקט הזה.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Dimodan U Danisco 15312 Store at 4 °C. Non-hazardous. Irritant to eyes and skin.
Phytantriol (> 95%, GC) TCI Europe N.V. P1674 Store at 4 °C. Non-hazardous. Irritant to eyes and skin.
Single walled Carbon Nanotubes (90%) Nanostructured & Amorphous Materials, Inc.  1246YJS Store at room temperature. Away from direct light. Irritating to eyes, skin and respiratory system.
Multi-walled carboxylic acid functionalized Carbon Nanotubes (> 80% Caron basis, > 8% carboxylic acid functionalized) Sigma-Aldrich Co. LLC  755125 Store at room temperature. Away from direct light. Causes serious eye irritation. May cause respiratory irritation.
Graphitized Multi-walled hydroxy functionalized Carbon Nanotubes (99.9%) Nanostructured & Amorphous Materials, Inc. (NanoAmor)  1224YJF Store at room temperature. Away from direct light. Irritating to eyes, skin and respiratory system.
Pluronic F127 Sigma-Aldrich Co. LLC  P2443 BioReagent, suitable for cell culture. Not a hazardous substance or mixture. Store at room temperature.
Acetone (99.5%) Fisher Scientific  10134100 Highly flammable liquid. Causes serious eye irritation. May cause drowsiness or dizziness.
Jars with loose, enfolding lids (375 ml) VWR International Ltd 216-3308
Beaker, 1,000 ml Fisher Scientific  12942161 heavy duty, low form, with spout and graduations
Pasteur glass pipette (150 mm length) with latex bulb Fisher Scientific  10006021
Microcentrifuge tube conical snap cap 1.5 ml Fisher Scientific  11558232
Spatula Fisher Scientific  11352204
Heating magnetic stirrer Fisher Scientific  11715704
Magnetic stirrer bars (cylindrical, opaque PTFE, 30 mm x 7 mm (l x diameter)) Fisher Scientific  10011792
Needle (0.9 mm x 40 mm cannula length) Terumo UK Ltd MN-2038MQ
Retort Stand Set - With stand, clamp, base, rod, rubber 3 jaw and bosshead Camlab Ltd, UK 1177157
Millipore water equipment Barnstead Nanopure, Thermoscientific, USA
Progen Genfuge 24D Digital Microcentrifuge Progen Scientific C-2400
Probe ultra-sonicator, with 13 mm  SONICS, Vibracell,  USA
5 MP camera with auto-focus and LED flash Samsung Galaxy Fame Mobile camera
Raman Spectrometer Horiba Jobin-Yvon LabRAM HR800 spectrometer
Mastersizer 3000  Malvern Instruments Ltd, Malvern, United Kingdom
Small angle X-ray scattering (SAXS) SAXSpace camera (Anton Paar, Graz, Austria), X-ray generating equipment (ISO-DEBYEFLEX3003, GE Inspection Technologies GmbH), closed water circuit (Chilly 35, HYFRA, Germany). 

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Peer, D., et al. Nanocarriers as an emerging platform for cancer therapy. Nature Nanotech. 2, 751-760 (2007).
  2. White, R. R., Sullenger, B. A., Rusconi, C. P. Developing aptamers into therapeutics. J. Clin. Invest. 106, 929-934 (2000).
  3. Itaka, K., Chung, U. I., Kataoka, K. Supramolecular nanocarrier for gene and siRNA delivery. Nippon Rinsho Jpn. J. Clin. Med. 64, 253-257 (2006).
  4. Xu, S., et al. Development of pH-responsive core-shell nanocarriers for delivery of therapeutic and diagnostic agents. Bioorg. Med. Chem. Lett. 19, 1030-1034 (2009).
  5. Soppimath, K. S., Tan, D. C. W., Yang, Y. Y. pH-triggered thermally responsive polymer core-shell nanoparticles for drug delivery. Adv. Mater. 17, 318-323 (2005).
  6. Hans, M., Lowman, A. Biodegradable nanoparticles for drug delivery and targeting. Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 6, 319-327 (2002).
  7. Petros, R. A., DeSimone, J. M. Strategies in the design of nanoparticles for therapeutic applications. Nat Rev Drug Discov. 9, 615-627 (2010).
  8. Torchilin, V. P. Multifunctional nanocarriers. Adv Drug Deliver Rev. 64, 302-315 (2012).
  9. Shmeeda, H., et al. Delivery of zoledronic acid encapsulated in folate-targeted liposome results in potent in vitro cytotoxic activity on tumor cells. J. Controlled Release. 146, 76-83 (2010).
  10. Xu, Z., et al. The performance of docetaxel-loaded solid lipid nanoparticles targeted to hepatocellular carcinoma. Biomaterials. 30, 226-232 (2009).
  11. Rosenthal, E., et al. Phase IV study of liposomal daunorubicin (DaunoXome) in AIDS-related Kaposi sarcoma. Am. J. Clin. Oncol.-Canc. 25, 57-59 (2002).
  12. Dong, Y. D., Larson, I., Bames, T. J., Prestidge, C. A., Boyd, B. J. Adsorption of Nonlamellar Nanostructured Liquid-Crystalline Particles to Biorelevant Surfaces for Improved Delivery of Bioactive Compounds. Acs Appl Mater Inter. 3, 1771-1780 (2011).
  13. Rizwan, S. B., Boyd, B. J., Rades, T., Hook, S. Bicontinuous cubic liquid crystals as sustained delivery systems for peptides and proteins. Expert Opin. Drug. Deliv. 7, 1133-1144 (2010).
  14. Yoo, H. S., Park, T. G. Folate receptor targeted biodegradable polymeric doxorubicin micelles. J. Controlled Release. 96, 273-283 (2004).
  15. Khandare, J. J., et al. Dendrimer versus linear conjugate: Influence of polymeric architecture on the delivery and anticancer effect of paclitaxel. Bioconjug. Chem. 17, 1464-1472 (2006).
  16. Prabaharan, M., Grailer, J. J., Pilla, S., Steeber, D. A., Gong, S. Gold nanoparticles with a monolayer of doxorubicin-conjugated amphiphilic block copolymer for tumor-targeted drug delivery. Biomaterials. 30, 6065-6075 (2009).
  17. Fan, J., et al. Targeted anticancer prodrug with mesoporous silica nanoparticles as vehicles. Nanotechnology. 22, (2011).
  18. Bianco, A., Prato, M. Can carbon nanotubes be considered useful tools for biological applications? Adv. Mater. 15, 1765-1768 (2003).
  19. Kam, N. W. S., Dai, H. J. Carbon nanotubes as intracellular protein transporters: Generality and biological functionality. J. Am. Chem. Soc. 127, 6021-6026 (2005).
  20. Kulkarni, C. V. Lipid crystallization: from self-assembly to hierarchical and biological ordering. Nanoscale. 4, 5779-5791 (2012).
  21. Yaghmur, A., et al. Drug Formulations Based on Self-Assembled Liquid Crystalline Nanostructures. , CRC Press. 341-360 (2014).
  22. Kulkarni, C. V. Advances in Planar Lipid Bilayers and Liposomes. 12, Academic Press. 237-272 (2010).
  23. Landau, E. M., Navarro, J. V. US Pat. , US2001/025791A1 (2001).
  24. Kulkarni, C., Belsare, N., Lele, A. Studies on shrikhand rheology. J. Food Eng. 74, 169-177 (2006).
  25. Mezzenga, R., Schurtenberger, P., Burbidge, A., Michel, M. Understanding foods as soft materials. Nature Mater. 4, 729-740 (2005).
  26. Ubbink, J., Burbidge, A., Mezzenga, R. Food structure and functionality: a soft matter perspective. Soft Matter. 4, 1569-1581 (2008).
  27. Dong, Y. D., Larson, I., Hanley, T., Boyd, B. J. Bulk and dispersed aqueous phase behavior of phytantriol: effect of vitamin E acetate and F127 polymer on liquid crystal nanostructure. Langmuir. 22, 9512-9518 (2006).
  28. Yaghmur, A., Glatter, O. Characterization and potential applications of nanostructured aqueous dispersions. Adv. Colloid Interface Sci. 147, 333-342 (2009).
  29. Pardeike, J., Hommoss, A., Müller, R. H. Lipid nanoparticles (SLN, NLC) in cosmetic and pharmaceutical dermal products. Int. J. Pharm. 366, 170-184 (2009).
  30. Yaghmur, A., Rappolt, M., Østergaard, J., Larsen, C., Larsen, S. W. Characterization of bupivacaine-loaded formulations based on liquid crystalline phases and microemulsions: the effect of lipid composition. Langmuir. 28, 2881-2889 (2012).
  31. Singh, H., Ye, A., Horne, D. Structuring food emulsions in the gastrointestinal tract to modify lipid digestion. Prog. Lipid Res. 48, 92-100 (2009).
  32. Angelova, A., Angelov, B., Mutafchieva, R., Lesieur, S., Couvreur, P. Self-Assembled Multicompartment Liquid Crystalline Lipid Carriers for Protein, Peptide, and Nucleic Acid Drug Delivery. Accounts Chem. Res. 44, 147-156 (2011).
  33. Clogston, J., Caffrey, M. Controlling release from the lipidic cubic phase. Amino acids, peptides, proteins and nucleic acids. J. Controlled Release. 107, 97-111 (2005).
  34. Shah, J. C., Sadhale, Y., Chilukuri, D. M. Cubic phase gels as drug delivery systems. Adv. Drug Deliver. Rev. 47, 229-250 (2001).
  35. Boyd, B. J., Whittaker, D. V., Khoo, S. M., Davey, G. Lyotropic liquid crystalline phases formed from glycerate surfactants as sustained release drug delivery systems. Int. J. Pharm. 309, 218-226 (2006).
  36. Drummond, C. J., Fong, C. Surfactant self-assembly objects as novel drug delivery vehicles. Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 4, 449-456 (1999).
  37. Zhao, X. Y., Zhang, J., Zheng, L. Q., Li, D. H. Studies of cubosomes as a sustained drug delivery system. J. Dispersion Sci. Technol. 25, 795-799 (2004).
  38. Malmsten, M. Phase transformations in self-assembly systems for drug delivery applications. J. Dispersion Sci. Technol. 28, 63-72 (2007).
  39. Sadhale, Y., Shah, J. C. Stabilization of insulin against agitation-induced aggregation by the GMO cubic phase gel. Int. J. Pharm. 191, 51-64 (1999).
  40. Amar-Yuli, I., Azulay, D., Mishraki, T., Aserin, A., Garti, N. The role of glycerol and phosphatidylcholine in solubilizing and enhancing insulin stability in reverse hexagonal mesophases. J. Colloid Interface Sci. 364, 379-387 (2011).
  41. Rappolt, M. Advances in planar lipid bilayers and liposomes. Leitmannova Liu, A. 5, Elsevier Inc. Amsterdam. 253-283 (2006).
  42. Rappolt, M., Cacho-Nerin, F., Morello, C., Yaghmur, A. How the chain configuration governs the packing of inverted micelles in the cubic Fd 3 m-phase. Soft Matter. 9, 6291-6300 (2013).
  43. Kulkarni, C. V., Wachter, W., Iglesias-Salto, G., Engelskirchen, S., Ahualli, S. Monoolein: a magic lipid? Phys. Chem. Chem. Phys. 13, 3004-3021 (2011).
  44. Yaghmur, A., de Campo, L., Sagalowicz, L., Leser, M. E., Glatter, O. Emulsified Microemulsions and Oil-Containing Liquid Crystalline Phases. Langmuir. 21, 569-577 (2005).
  45. Kulkarni, C. V., Glatter, O. Ch. 6. Self-Assembled Supramolecular Architectures: Lyotropic Liquid Crystals.Surface and Interfacial Chemistry. Nissim, G. , John Wiley & Sons, Inc. (2012).
  46. Salonen, A., Muller, F. O., Glatter, O. Internally Self-Assembled Submicrometer Emulsions Stabilized by Spherical Nanocolloids: Finding the Free Nanoparticles in the Aqueous Continuous Phase. Langmuir. 26, 7981-7987 (2010).
  47. Guillot, S., Bergaya, F., de Azevedo, C., Warmont, F., Tranchant, J. F. Internally structured pickering emulsions stabilized by clay mineral particles. J. Colloid Interface Sci. 333, 563-569 (2009).
  48. Muller, F., Salonen, A., Glatter, O. Monoglyceride-based cubosomes stabilized by Laponite: Separating the effects of stabilizer, pH and temperature. Colloids Surf., A. 358, 50-56 (2010).
  49. Salonen, A., Muller, F. O., Glatter, O. Dispersions of Internally Liquid Crystalline Systems Stabilized by Charged Disklike Particles as Pickering Emulsions: Basic Properties and Time-Resolved. Langmuir. 24, 5306-5314 (2008).
  50. Gaunt, N. P., Patil-Sen, Y., Baker, M. J., Kulkarni, C. V. Carbon nanotubes for stabilization of nanostructured lipid particles. Nanoscale. 7, 1090-1095 (2015).
  51. Pickerings, S. U. Emulsions. J. Chem. Soc. 91, (2001).
  52. Ramsden, W. Separation of Solids in the Surface-Layers of Solutions and 'Suspensions' (Observations on Surface-Membranes, Bubbles, Emulsions, and Mechanical Coagulation). -- Preliminary Account. Proceedings of the Royal Society of London. 72, 156-164 (1903).
  53. Lin, Y., et al. Advances toward bioapplications of carbon nanotubes. J. Mater. Chem. 14, 527-541 (2004).
  54. Saito, N., et al. Safe Clinical Use of Carbon Nanotubes as Innovative Biomaterials. Chem. Rev. 114, 6040-6079 (2014).
  55. Pulskamp, K., Diabate, S., Krug, H. F. Carbon nanotubes show no sign of acute toxicity but induce intracellular reactive oxygen species in dependence on contaminants. Toxicol. Lett. 168, 58-74 (2007).
  56. Smart, S. K., Cassady, A. I., Lu, G. Q., Martin, D. J. The biocompatibility of carbon nanotubes. Carbon. 44, 1034-1047 (2006).
  57. Colvin, V. L. The potential environmental impact of engineered nanomaterials. Nat. Biotechnol. 21, 1166-1170 (2003).
  58. Firme, C. P., Bandaru, P. R. Toxicity issues in the application of carbon nanotubes to biological systems. Nanomed-Nanotechnol. 6, 245-256 (2010).
  59. Haddon, R. C. Carbon nanotubes. Accounts Chem. Res. 35, 997-997 (2002).
  60. Kapralov, A. A., et al. Adsorption of Surfactant Lipids by Single-Walled Carbon Nanotubes in Mouse Lung upon Pharyngeal Aspiration. Acs Nano. 6, 4147-4156 (2012).
  61. Wallace, E. J., Mark, S. P. S. Carbon nanotube self-assembly with lipids and detergent: a molecular dynamics study. Nanotechnology. 20, 045101 (2009).
  62. George, R. B. Chest medicine: essentials of pulmonary and critical care medicine. Lippincott Williams & Wilkins. , (2005).
  63. Monteiro-Riviere, N. A., Nemanich, R. J., Inman, A. O., Wang, Y. Y., Riviere, J. E. Multi-walled carbon nanotube interactions with human epidermal keratinocytes. Toxicol. Lett. 155, 377-384 (2005).
  64. Shvedova, A., et al. Exposure to carbon nanotube material: assessment of nanotube cytotoxicity using human keratinocyte cells. J. Toxicol. Env. Heal. A. 66, 1909-1926 (2003).
  65. Jia, G., et al. Cytotoxicity of carbon nanomaterials: single-wall nanotube, multi-wall nanotube, and fullerene. Environ. Sci. Technol. 39, 1378-1383 (2005).
  66. Sato, Y., et al. Influence of length on cytotoxicity of multi-walled carbon nanotubes against human acute monocytic leukemia cell line THP-1 in vitro and subcutaneous tissue of rats in vivo. Mol. BioSyst. 1, 176-182 (2005).
  67. Bottini, M., et al. Multi-walled carbon nanotubes induce T lymphocyte apoptosis. Toxicol. Lett. 160, 121-126 (2006).
  68. Cui, D., Tian, F., Ozkan, C. S., Wang, M., Gao, H. Effect of single wall carbon nanotubes on human HEK293 cells. Toxicol. Lett. 155, 73-85 (2005).
  69. Huang, T., Toraya, H., Blanton, T., Wu, Y. X-ray powder diffraction analysis of silver behenate, a possible low-angle diffraction standard. J. Appl. Crystallogr. 26, 180-184 (1993).
  70. Bokobza, L., Zhang, J. Raman spectroscopic characterization of multiwall carbon nanotubes and of composites. Express Polym. Lett. 6, 601-608 (2012).
  71. Zhao, Q., Wagner, H. D. Raman spectroscopy of carbon-nanotube-based composites. Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A -Math. Phys. Eng. Sci. 362, 2407-2424 (2004).
  72. Douroumis, D., Fatouros, D. G., Bouropoulos, N., Papagelis, K., Tasis, D. Colloidal stability of carbon nanotubes in an aqueous dispersion of phospholipid. Int. J. Nanomed. 2, 761-766 (2007).
  73. Worthington, R. J., Melander, C. Combination approaches to combat multidrug-resistant bacteria. Trends Biotechnol. 31, 177-184 (2013).

Tags

כימיה גיליון 108 צינורות פחמן ננו שומנים הרכבה עצמי שומנים חלקיקי שומני nanostructured תחליב פיקרינג תחליב O / W מערכות היברידיות ההתאמה ביולוגית אספקת סמים nanocarriers צינורות פחמן ציפוי
הכנה קלילה של פנימית עצמית התאספו חלקיקים ליפידים מיוצב על ידי פחמן
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Patil-Sen, Y., Sadeghpour, A.,… More

Patil-Sen, Y., Sadeghpour, A., Rappolt, M., Kulkarni, C. V. Facile Preparation of Internally Self-assembled Lipid Particles Stabilized by Carbon Nanotubes. J. Vis. Exp. (108), e53489, doi:10.3791/53489 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter