Waiting
Login processing...

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

Bioengineering

פלאש NanoPrecipitation בשביל העטיפה של תרכובות הידרופוביות, הידרופילית חלקיקים פולימרים

Published: January 7, 2019 doi: 10.3791/58757
Automatic Translation
, , , ,
1Department of Chemical and Biological Engineering, Princeton University

Summary

פלאש NanoPrecipitation (FNP) היא גישה מדרגי לייצר חלקיקים ליבה-קליפה פולימריים. המעבדה-סולם פורמולציות עבור העטיפה של הרפוי הידרופובי או הידרופילית מתוארים.

Abstract

ניסוח של תרכובת טיפולית חלקיקים (NPs) להקנות מאפיינים ייחודיים. לסמים לקוי מסיסים במים, ניסוחים NP באפשרותך לשפר את הזמינות הביולוגית ולשנות הפצת סמים בתוך הגוף. לסמים הידרופילית כמו פפטידים או חלבונים, אנקפסולציה בתוך NPs יכול גם לספק הגנה מפני מנגנונים טבעיים סיווג. קיימות כמה שיטות לייצור של NPs פולימריים כי הם מדרגיים. פלאש NanoPrecipitation (FNP) הוא תהליך העושה שימוש מתוכנן גיאומטריות ערבוב לייצר NPs עם הפצות צר גודל וגדלים tunable בין 30 ל- 400 nm. פרוטוקול זה מספק הוראות ייצור בקנה מידה מעבדה של חלקיקים פולימרים ליבה-קליפה של גודל היעד באמצעות FNP. ניתן ליישם את הפרוטוקול כדי לתמצת תרכובות הידרופוביות או הידרופילית עם שינויים מזעריים בלבד. הטכניקה יכול להיות מועסק ברצון במעבדה בקנה מידה מיליגרם ל מסך ניסוחים. כניסות הפניה ישירות וניתן לשנותם כדי קילוגרם, גרם, סולם. כתהליך מתמשך, הסולם כולל ערבוב עוד זמן תהליך לרוץ במקום תרגום לכלי תהליך חדש. NPs המיוצר על ידי FNP הם מאוד עמוסה טיפולית, מברשת צפופה פולימר המייצבת, וכוללות הפארמצבטית גודל של ± 6%.

Introduction

מאז סוף שנות התשעים, חלה עלייה מתמדת במספר ניסויים קליניים העסקת ננו1,2. הריבית עולה משקף את ההבטחה של ננו כדי לשפר את הזמינות הביולוגית של סמים הידרופובי ולאפשר מיקוד מועדף בתוך גוף3. חלקיקים פולימרים (המכונה חלקיקים או NPs כאן) מייצגים שיעור הולך וגדל של המעמד הזה של חומרים2. NPs משכו עניין כי יש להם מאוד tunable מאפיינים כגון גודל, קומפוזיציה, משטח functionalization4. כאשר מוחל על המינהל תרופות מסיסות, NPs לעתים קרובות יש מבנה ליבה-קליפה טיפולית מתבצעת אנקפסולציה בתוך ליבת הידרופובי ואיפה המעטפת מורכבת מברשת פולימר הידרופילית. דרך פשוטה ליצירת מבנה זה מעסיקה של קופולימר diblock amphiphilic (BCP) המורכב בלוק הידרופובי מתכלה, המהווה חלק הליבה של חלקיקים, ולחסום poly(ethylene glycol) הידרופיליות (PEG), המהווה את המברשת פולימר ו מאציל מייצב הסטריים4,5.

Nanoprecipitation היא טכניקה פבריקציה נוספת נפוצה עבור חלקיקים פולימרים כי זה פשוט ואנרגיה לא אינטנסיבי6. בצורתו הפשוטה ביותר, nanoprecipitation כרוכה בנוסף באמצעות פיפטה של רכיבים NP הממס האורגני כמו אציטון לאמצעי אחסון עודף של מים מנוער. השינוי שחל ממיס את הפתרון מימית שתדללו תוצאות המשקעים של רכיב ה-core קשי תמס. המיצב מרכיבה על השטח הזה גדל חלקיקים, בבימויו של ספיחה של9,108,7,התמוטט בלוק הידרופובי. התפלגות גודל חלקיקים אחיד מתקבל כאשר הממס והמים לערבב במהירות כדי ליצור פתרון הומוגני. ערבוב זה הוא איטי יותר מאשר את התגרענות ואת הרכבה של התוצאות רכיבים בגדול יותר, האוכלוסייה חלקיקים polydisperse יותר. למרות נגיש עבור בדיקה פשוטה, הגישה אצווה מנוער תוצאות השתנות רחב בשל ערבוב עקביות והיא אינה נוטה הסולם6,11. מיקרופלואידיקה הופיעו כמו דרך חדשה לייצור NP שיכולות לפעול באופן רציף. זה אמצעי ייצור נצפה לאחרונה על-ידי דינג. et al. 11 . גישה משותפת משתמש זרימה שכבתית התמקדות כדי לצמצם את היקף אורך הממס ערכים תת מיקרון. ערבוב של antisolvent מתרחשת באמצעות דיפוזיה, אז זרימה קטן מימדים חיוניים ביותר להבטיח חלקיקים אחיד11,12. Parallelization של לשכות מרובים microfluidic הסולם הוא בעייתי עבור אמצעי אחסון הפקה גדולה.

התנאים ערבוב מהיר זה טובה nanoprecipitation מדים ב מיקרופלואידיקה לסירוגין יכול להיות מיוצר בחצר מוגבלת, מערבולות זורם. פלאש NanoPrecipitation (FNP) מעסיקה גיאומטריות ערבוב מיוחד כדי להשיג תנאים אלה תחת flowrates נפח גבוה יותר מאשר אפשרי עם מיקרופלואידיקה. כניסת זרמי הזן תא ערבול בתנאים סוערים שמובילים הדור של מערבולות, כך lamellae הממס/אנטי-solvent יוצרים על היקף אורך דיפוזיה11,13. לפיכך, ערבוב אחיד בסולם זמן קצר יותר מאשר התגרענות וגידול טיפולית מושגת. הגיאומטריה מוגבלת של המיקסר אינו מתיר זרם לעקוף את האזור שבו פיזור אנרגיה הסוערים מתרחשת, המערכת כולה חווה באותו תהליך ההיסטוריה13. התגרענות מתרחשת בצורה אחידה בבית הבליעה ערבוב וממשיך צמיחה החלקיקים עד נעצרה על ידי ההרכבה של סניף BCP על גבי משטח9,14. אז להיות מדולל הנחל מעורבים המכילים חלקיקים יציבים עם antisolvent נוספים כדי לדכא אוסטוולד הבשלה של חלקיקים15,16,17.

מיקסר סילון (CIJ) impinging מוגבל הוא העיצוב מיקסר הפשוטה ביותר עבור FNP וההיתרים ערבוב של שני זרמים באופן מדרגי ומתמשך, כפי שמוצג באיור 1A13. מיקסר כניסת מרובה מערבולת (MIVM) פותחה כדי לאפשר עד ארבע כניסות זרם שונה תוך השגת עדיין את micromixing מהירה הדרושה היווצרות חלקיקים אחיד, כפי שמוצג באיור 1B18. FNP מאפשר סינון פשוט ניסוח זה בקלות יכול להיות מתורגם לייצור בקנה מידה מסחרי. בשל אופיו רציפה של התהליך, גודל אצווה גדולים אינם דורשים ספינות חדשות אבל מעדיף כבר ריצה פעמים, המאפשרת תרגום פשוט לייצור בקנה מידה קילוגרם בתוך הרכבת הציוד אותו.

תרכובות הידרופילית כמו פפטידים וחלבונים ('תכשירים') יכול גם כימוס של ההיפוך termed תהליך NanoPrecipitation פלאש (iFNP). הטכניקה דורש amphiphilic של BCP בה רחוב אחד הוא הידרופובי, והשני הוא polyacid19. השלב הראשוני כרוך ערבוב מהיר של זרם דימתיל סולפוקסיד (דימתיל סולפוקסיד) המכיל את וחיסונים, סניף BCP נגד הממס lipophilic כגון דיכלורומתאן או כלורופורם. התוצאה היא היווצרות של חלקיקים התייצב עם המברשת בלוק הידרופובי. . הנה, ארכיטקטורה כזה ניתן לכנות של NP 'הפוך'. הליבה מכילה את polyacid, שלאחר מכן ionically תפור באמצעות הקטיון multivalent. זה מייצבת את החלקיקים לעיבוד לתוך סביבה מימית בצורה של microparticles או חלקיקים מצופים פג על ידי טכניקות שדווחו בספרות20,19,, או21.

פרוטוקול זה יכול להיות מועסק לייצור בקנה מידה המעבדה של חלקיקים ליבה-קליפה פולימריים לבצע תרכובות הידרופוביות או הידרופילית. פיצולם של הפרוטוקול לספק הוראות על השימוש של שני המעמדות מיקסר - את CIJ ולא את MIVM. הקורא צריך להיות מסוגל להתאים הפרוטוקול עבור רכיבי הליבה הרומן, reproducibly לייצר חלקיקים בגודל הרצוי באמצעות מערבל המתאים על גבי זרם. שלושה ניסוחים דוגמה באמצעות FNP iFNP מוצגים להלן. שני מפעילים המיקסר CIJ, אחד דורש15,MIVM22. ניסוח הראשונים מדגימה ומגעים מודל הידרופובי מורכבות על ידי FNP. ניסוח השני מדגים ומגעים מודל הידרופילית מורכבים על-ידי iFNP במיקסר CIJ. ניסוח סופי מספק דוגמה של כימוס חלבון iFNP באמצעות MIVM. הפרוטוקול עבור זה ניסוח השלישי מתאר את השימוש בקנה מידה קטן, כף יד MIVM כינה את 'μMIVM'. העיצוב מיקסר הוא קטן יותר כדי לאפשר להקרנה ניסוח פשוטה, אבל בשינוי הוא הבין היטב ואינו המיקסר מכשיר microfluidic22. בקטע הסופי של הפרוטוקול כולל כמה הערות על הסולם של עופרת ניסוחים שזוהתה ההקרנה. ניסוחים אלה נועדו לספק נקודות גישה ללימוד התהליך ולהשתמש כתוצאה מכך שאינו מתכלה פוליפוני (styrene)-בסיס פולימרים. מייצבים חלופי תוארו בספרות, עם מספר רב של אפשרויות מסחרי מסתיימים זמין14,23,24.

Protocol

1. ומגעים תרכובות הידרופוביות NPs פולימריים באמצעות מערבל CIJ

  1. להכין ולנקות ציוד.
    1. להשיג ולאמת מיקסר CIJ.
      הערה: ראה מידע משלים בסעיף 1 להדרכה הבנייה. קבצי CAD זמינים כמידע משלים גם כן.
    2. לפני כל שימוש, ודא כי כל אביזרי על מיקסר CIJ הם צמודים ולא לאורך צינור עודפים אינו כפוף או צבט.
    3. בשכונה fume, לצרף מזרק נעל זכוכית 5 מ ל המכיל 2-3 מ"ל של הממס לכל מתאם כניסת. בחר את הממס (למשל, אצטון) לנקות כל תרכובות בשימוש לאחרונה במיקסר.
      הערה: בחירות טיפוסי הם אצטון או tetrahydrofuran (THF). רק שימוש פוליפרופילן מזרקים כדי למנוע בעיות תאימות הממס כגון שטיפת. אל תשתמש מזרקים עם גומי o-ring חותם בוכנות.
    4. להגדיר את מכלול CIJ מעל מיכל פסולת.
      הערה: בקבוקון עם פתח קטן יותר CIJ הגוף עובד גם אם כן זה תומך המיקסר ומאפשר הפעלה קלה מזרקים.
    5. בהתמדה לדכא את המזרק בוכנות כדי לרוקן את תוכן דרך החדר ערבוב במשך כמה שניות. הסר את המזרקים.
      הערה: מזרקים יכולה להיות נשמר, ולהשתמש בהם שוב מספר סיבובים של ניקוי בין FNP פועל.
    6. יבש את התכונות הפנימיות מיקסר CIJ באמצעות זרם2 N. מתאם זכר סכינים סטריליים על הקצה של קו2 N יעיל.
      הערה: אם נוזל הניקיון אינו נדיף (למשל, דימתיל סולפוקסיד), חזור על השלבים 1.1.3-1.1.5 עם אצטון או THF לפני שתמשיך לשלב 1.1.6. זה חיוני להסיר שאריות ממס עבור עקביות לרוץ--לרוץ.
  2. להכין וזרמי הממס antisolvent-יצירות היעד.
    1. להמיס את המתחם הידרופובי (קרי, ויטמין E) שבשנות unstabilized ב- 10 מ"ג/מ"ל בכמות מספקת כדי להשלים את מספר הרצפים FNP הרצוי. להכין מעט יותר צורך לכל הפעלה.
      הערה: ממיסים אחרים ניתן להשתמש בפעולות אלה, בכפוף האילוצים במקטע דיון. אם העסקת THF, מרכך ללא מייצב מומלץ כי butylated hydroxytoluene יש מסיסות נמוכה מימית. . בזהירות כדי למנוע הצטברות חמצן (בדיקה חמצן כולל) ולהיות מודע כי רמות נמוכות של משתכים שטח ניקוי עלולים להפריע יישומים מסוימים-NP (למשל, הלבנה של צבע).
    2. לערבב פתרון ויטמין E על מערבל מערבולת עד התפרקה.
      הערה: עבור תרכובות מסוימות, אמבט sonication למשך 1-2 דקות עשוי לסייע ביצירת פתרון מומס. חשוב כי כל הרכיבים NP מולקולרי התפרקה.
    3. להמיס את המיצב קופולימר block (קרי, poly(styrene) -b- poly(ethylene glycol), נ. ב1.6 k-b-פג5 k) שבשנות ה-10 מ"ג/מ"ל באותה רמת עוצמה כמו שלב 1.2.1 כדי ליצור את הפתרון פולימר.
      הערה: ממיסים אחרים ניתן להשתמש, בכפוף האילוצים מפורט במקטע דיון.
    4. מערבבים את הפתרון פולימר עם מערבל מערבולת עד התפרקה. במידת הצורך, מקם את הפתרון באמבט sonication למשך 1-2 דקות לסייע בפירוק מוצקים.
      הערה: הפולימר לא יכולה להיות בצורה micellar. פיזור אור דינאמי (DLS) יכול להיות כלי שימושי כדי לקבוע אם זרם לקומפוזיציה חדשה עונה על קריטריון זה.
    5. צור הנחל קלט הממס המכילה 5 מ"ג/מ"ל של ויטמין E וגם את המיצב (50% ויטמין E הטעינה) על-ידי הראשון pipetting 0.25 mL של הפתרון וויטמין E לתוך שפופרת צנטרפוגה 1.5 mL. ואז פיפטה 0.25 mL של הפתרון פולימרי לתוך הצינור אותו.
      הערה: אמצעי האחסון גדול מ- 0.5 מ"ל לכל הפעלה ניתנים לביצוע עם מזרק שונים גדלים. מעל עוצמת הקלט 10 מ"ל, זה מעשי לשימוש מזרק משאבה.
    6. לערבב טוב על מערבל מערבולת במשך 5-10 ס באופן אופציונלי, centrifuge את הצינור ב- 1000 g x עבור 5-10 s לשחזר כל נוזל תקוע. הכובע, אשר משפר את הפארמצבטית בין פועל CIJ.
    7. פיפטה 0.525 מ ל מים יונים לתוך שפופרת צנטרפוגה 1.5 mL שנייה לזה של הזרם antisolvent.
      הערה: עדיף שיהיה עודף antisolvent, אשר מבטיח כי הנחל הממס מעולם לא נכנס לתא ערבוב ללא antisolvent הנוכחי. במקרים מסוימים שבהם מסיסות מלח ומערבבים הממס/antisolvent לא מגבילה, ניתן להשתמש במאגר מערכות מימית.
    8. פיפטה 4 מיליליטר מים יונים לתוך בקבוקון נצנוץ 20 מ"ל או מיכל מתאים אחרים כמו אמבטיה כבאות. מקום בר מערבבים מגנטי קטן המבחנה.
      הערה: האמבטיה כבאות מפחית את הבשלת אוסטוולד על-ידי הורדת התכנים הממס הסופי 10% על ידי כרך15,17. אמצעי אחסון זה עשוי להיות מותאם כתובת תהליך אילוצים, וניתן לשנותם ישירות עם זרם קלט נפח.
  3. לייצר NPs על ידי FNP באמצעות מערבל CIJ.
    1. מקם את המבחנה אמבט כבאות פתח מתחת מיקסר CIJ נקי על צלחת מערבבים בשכונה fume. תצורה מעשי משתמש בלוק 50 מ ל מבחנה ארון תקשורת כדי לתמוך מיקסר CIJ עם המבחנה מתחת לאורך צינור עודפים בוים לתוך המבחנה. ראה איור 1A התמצאות.
    2. להתחיל לערבב את דובדבני אמבטיה דרך בבר מערבבים מגנטי סביב 75% מקס מהירות.
    3. באמצעות מזרק 1 מ"ל פוליפרופילן מצויד עם מחט וקהה, צייר האחסון מלא ברכבת התחתית antisolvent.
      הערה: אין להשתמש מזרקים המכילים גושפנקה o-ring גומי כדי למנוע בעיות תאימות. לשימוש כניסת אחסון גדולים יותר, עם מזרק נעל זכוכית בגודל מתאים. השקע מזרק חייב להיות מרוכז על הציר מזרק או שזה יהיה לא יציב במהלך הדיכאון.
    4. בזהירות להסיר את כל הבועות אוויר מן המזרק ולהסיר את המחט קצה קהה, חיסולו במיכל החדים.
    5. פריים הבוכנה כך הזרם מגיע רק לפתיחת המזרק. לצרף את המזרק לאחד המדידות כניסת CIJ.
    6. חזור על צעדים 1.3.3-1.3.5 הפתרון הממס.
    7. במהירות בצורה חלקה, בצורה אחידה לדכא את מזרקים בו זמנית על-ידי הצבת הכדור של היד, כף היד או שיבר אחד על צמרות בוכנות בהתאם העדפה אישית. לאסוף למסקנות בבקבוקון אמבט כבאות.
      הערה: 0.5 mL קלט צריך להיות בדיכאון פחות מ- 0.5 s.
    8. להפריש את CIJ מיקסר עם תארגן את הדברים עדיין מחוברת. הסר הבר stir, וחוץ את המבחנה, אשר מכילה כעת את פיזור NP עם מבנה החלקיקים ליבה-קליפה (איור 1C).
    9. החזק את המיקסר מעל מיכל פסולת פתרון ולהסיר את המזרקים. האחסון העיכוב (כ- 0.25 mL) ואז יהיה לנקז. להיפטר מזרקים משומשים, חזור על השלב ניקוי 1.1 לפני FNP הבא הניסיון.
      הערה: אל תאפשר האחסון העיכוב לרוקן לתוך המבחנה המכילה את NPs כמו זה השפעה שלילית על אחידות המדגם.
  4. מבצעים ניתוח שלאחר עיבוד של פיזור NP.
    1. כדי לאפיין את גודל NP באמצעות DLS, פיפטה 100 μL של פיזור NP לתוך cuvette פלסטיק ולהוסיף 900 μL של הממס אמבט כבאות (למשל, מים).
      הערה: אמצעי אחסון קטן עשוי לשמש עבור כימיקלים מצומצמות. 10-fold לדילול מספיקה בדרך כלל.
    2. מערבבים היטב על ידי pipetting למעלה ולמטה או ע י ניעור קל. בצע את ההוראות כלי ספציפי כדי לנתח את הדגימה.
      הערה: אפיון חלופי טכניקות כגון ניתוח פוטנציאל זטה או מיקרוסקופ אלקטרונים עשוי להתבצע ככל הנדרש. פיזור NP ניתן לעבד עוד שהוכתב על-ידי היישום ולעדכן שנסקרו במקטע דיון.

2. ומגעים תרכובות הידרופילית NPs הפוכה באמצעות מערבל CIJ

  1. להכין הממס, antisolvent, להרוות פתרונות fume הוד.
    1. להשלים את ההליכים הכנה וניקוי שמתואר בשלב 1.1, באמצעות דימתיל סולפוקסיד ניקוי ממיס, הקפדה על הפתק בשלב 1.1.6 כדי להשלים שטיפה שנייה עם THF.
    2. להמיס את המתחם הידרופיליות (קרי, מלטודקסטרין (MD) עם דקסטרוז המקביל (DE) של 4-7, משקל מולקולרי ממוצע = 3,275 g/mol, "3 k MD") ב דימתיל סולפוקסיד-10 מ"ג/מ"ל בנפח מספיק כדי להשלים את המספר הרצוי של FNP פועל.
      הערה: ממיסים אחרים ניתן להשתמש, בכפוף האילוצים המתוארים במקטע דיון.
    3. מערבבים את הפתרון מלטודקסטרין עם מערבל מערבולת עד התפרקה. במידת הצורך, מקם את הפתרון באמבט sonication למשך 1-2 דקות לסייע בפירוק מוצקים.
    4. ליצור בלוק קופולימר מייצב (כלומר, poly(styrene) -b- פולי (חומצה אקרילית), נ. ב5 k-b- במספר דוכנים4.8 k) במלאי פתרון שבשנות ה-11.1 מ"ג/מ"ל באותה רמת עוצמה כמו שלב 2.1.2 כדי ליצור את הפתרון פולימר .
      הערה: ממיסים וריכוזי מייצב אחרים ניתן להשתמש. דימתיל סולפוקסיד יכולה בקלות לשמש הממס במקום THF.
    5. מערבבים את הפתרון פולימר עם מערבל מערבולת עד התפרקה. במידת הצורך, מקם את הפתרון באמבט sonication למשך 1-2 דקות לסייע בפירוק מוצקים.
      הערה: הקלט פולימר לא יכול להיות בטופס micellar. DLS יכול לשמש כדי לקבוע אם זרם לקומפוזיציה חדשה עונה על קריטריון זה.
    6. להכין את הקלט זרם הממס (0.5 מ ל) על-ידי שילוב הבאות, לפי סדר, בתוך שפופרת צנטרפוגה 1.5 mL: mL 0.250 של הפתרון k MD 3, 0.225 מ של פולימר פתרון ומים במצב 0.025 מ ל יונים.
      הערה: התוכן המים של זרם זה יש השפעה חזקה על גודל NP ו polydispersity. בדרך כלל עדיף לפעול טווח20%vol 2.5-10. ערכים בקצה הגבוה של הטווח עשוי לסייע ומגעים תרכובות מולקולרית משקל גדול יותר.
    7. מערבבים היטב על מערבל מערבולת עבור s 5-10.
    8. לחלופין, centrifuge את הצינור ב- 1000 g x עבור 5-10 s לשחזר כל נוזל תקוע. הכובע, אשר משפר את הפארמצבטית בין פועל CIJ.
    9. להכין פתרון crosslinker של סידן כלורי (2CaCl) וגופרית והרכבו של מתנול-25.0 מ"ג/מ"ל.
      הערה: crosslinker יתווספו ביחס של 1:1 תשלום לקבוצות חומצה בבלוק במספר דוכנים. התאם את הריכוז בהתאם אם נעשה שימוש crosslinker שונים או אם שונה במספר דוכנים בלוק בגודל או פולימר בריכוז הוא בשימוש20,21.
    10. הכן את זרם antisolvent על ידי pipetting 0.5 מ"ל של כלורופורם, 0.05 מ של הפתרון crosslinker (סה כ 0.55 מ"ל) לתוך צינור microcentrifuge.
      הערה: antisolvents מקובלים אחרים מוכתבים על ידי הבחירה קופולימר block, בדרך כלל כוללים דיכלורומתאן או אצטון. ניתן להוסיף את crosslinker במקום לאמבטיה כבאות, עם הזדקנות נוספים של פיזור NP כדי לאפשר היווצרות crosslink20.
    11. מערבבים היטב על מערבל מערבולת עבור s 5-10.
    12. לחלופין, centrifuge את הצינור ב- 1000 g x עבור 5-10 s לשחזר כל נוזל תקוע. הכובע, אשר משפר את הפארמצבטית בין פועל CIJ.
    13. להוסיף 4 מיליליטר antisolvent (כלומר, כלורופורם) בקבוקון נצנוץ 20 מ"ל להקים בית המרחץ כבאות. מקום בר מערבבים מגנטי קטן המבחנה.
      הערה: אמצעי אחסון זה עשוי להיות מותאם כדי כתובת תהליך אילוצים.
  2. להשלים את פרוטוקול NP היווצרות כפי שמתואר בשלב 1.3.
  3. מבצעים ניתוח שלאחר עיבוד של פיזור NP.
    1. כדי לאפיין את גודל NP באמצעות DLS, פיפטה 100 μL של פיזור NP לתוך cuvette זכוכית ולהוסיף 900 μL של הממס המשמש לרחצה באמבטיה כבאות.
    2. מערבבים היטב על-ידי pipetting למעלה ולמטה או עצבנות קלה של cuvette. בצע את ההוראות תוכנה כדי לנתח את הדגימה.
      הערה: Crosslinking של NPs יכולה להיות איכותית מוערך על ידי DLS באמצעות טוב ממס כמו דימתיל סולפוקסיד או dimethylformamide (DMF) כמו diluent DLS-20. חלקיקים אשר stably תפור תערוכת תפקיד autocorrelation של הממס מינימלי שינוי גודל החלקיקים. תפור גרוע חלקיקים להתנפח ולהציג פיזור כוח21והפונקציה autocorrelation חלש.
    3. לחלופין, הוסף בסיס, כגון אמוניה, לנהוג complexation יוניים ולחזק crosslinking הליבה של חלקיקים.
      1. לחלופין, להכין של 3.48 מ"ג/מ"ל תמיסת אמוניה, מתנול gravimetrically באמצעות פתרון אמוניה מימית (בדרך כלל 30 wt % אמוניה). הוסף μL 50 (קרי, ושווי 0.6 ביחס הקבוצות חומצה על הפולימר) dropwise עם ערבוב.
        הערה: יכול להיות מותאם את המקבילים במקרה הצורך על ידי שינוי או ריכוז או אמצעי האחסון להוסיף25.
      2. באופן אופציונלי, גיל לא פחות מ 30 דקות עם ערבוב קל עבור crosslinking להתרחש.
    4. תהליך פיזור NP לייצר או microparticles או מצופה NPs כפי שמתואר בספרות19,20,21.

3. ומגעים אובלבומין ב- NPs הפוכה באמצעות μMIVM

  1. להכין ממס ופתרונות antisolvent.
    1. להכין פתרון 50 מ"ג/מ"ל של אובלבומין במים יונים ("פשוט").
    2. הכן 0.75 מ של פתרון A שפופרת צנטרפוגה 1.5 mL על ידי המדללת μL 75 של הפתרון ביצית 0.675 מ של דימתיל סולפוקסיד לייצר פתרון 5 מ"ג/מ"ל של ביצית דימתיל סולפוקסיד המכיל 10% מים לפי נפח. מערבבים היטב, צנטריפוגה בקצרה כפי שתואר לעיל.
      הערה: ראה שלב 2.1.6 לגבי אפקטים של מים. כמו בסעיפים הקודמים, פתרון האחסון וניתן לשנותם למעלה או למטה כדי להתאים צרכים חומריים.
    3. להכין פתרון B על ידי המסת המיצב קופולימר block (כלומר, poly(styrene) -b- פולי (חומצה אקרילית), נ. ב5 k-b- במספר דוכנים4.8 k) ב דימתיל סולפוקסיד ב 6 מ"ג/מ"ל. מערבבים היטב, sonicate להתמוסס במידת הצורך. פיפטה 0.75 מ לתוך שפופרת צנטרפוגה 1.5 mL.
    4. פיפטה 0.75 מ ל THF (פתרון C) לתוך שפופרת צנטרפוגה 1.5 mL.
    5. פיפטה 1.85 מ של כלורופורם (פתרון D) לתוך בקבוקון זכוכית נצנוץ.
    6. להכין 60.0 מ"ג/מ"ל סידן כלורי וגופרית והרכבו crosslinker פתרון מתנול. מערבבים בעזרת מערבל מערבולת.
    7. הכן 4.17 מ"ג/מ"ל פתרון אמוניה מתנול כפי שמתואר בשלב 2.3.4.
    8. להוסיף 5.25 מ של כלורופורם שפופרת צנטרפוגה 15 mL כמו האמבטיה כבאות.
  2. להתכונן העצרת מערבל ועומד.
    1. אסוף את השפופרת התחתונה, ערבוב הגיאומטריה הדיסק, הדיסק העליון, הברגים ספאנר ו- o-ring. ראה איור 2 תיאור סכמטי של רכיבים טרמינולוגיה לעמוד מיקסר.
      הערה: פרטים על הבנייה MIVM אפשר למצוא מידע משלים (סעיף 1), ספרות22. קבצי CAD זמינים כמידע משלים גם כן.
    2. מקם את o-ring לתוך החריץ, המבטיח כי הוא מתאים היטב, כי יש סימנים של שחיקה או נזק.
      הערה: פעולה רגילה יוביל O-טבעות שחוק או נפוחה הממס. אם o-ring נראה מתוח או מעוות, לאפשר את אוויר יבש למשך הלילה לפני השימוש. אם הצורה אינו משחזר בן לילה, תשליך o-ring. שמרו מלאי גדול, זהו חלק מתכלים.
    3. יישר את החורים דיסק ערבוב עם היתדות בדיסק העליון ובזהירות ביחד לדחוף. ודא כי o-ring לא הופכים שנעקרו על ידי בדיקת שתי חתיכות לשבת מיושרות.
    4. היפוך שני החלקים, להרכיב אותם באופן ידני עם המקלט התחתון. ודא כי יש כבר השתחררו ההתאמה אבובים שקע זה לא יפריע הידוק מלאה של הדיסק.
      הערה: אם התופסנים השרשור במהלך ההרכבה, בזהירות לפרק ולהחיל מזון או תרופות-כיתה נגד-לתפוס את השחלה כדי למנוע מעליב.
    5. לאחר הידוק ידני, להתאים את הברגים ספאנר על ווים דיסק העליון והדק בקלות לכף ההרכבה. ואז להדק את צינורות לשקע מתאים כך שיישב בתקיפות נגד הפנים התחתון של הצורה הגיאומטרית ערבוב. ודא המדידות מזרק בדיסק העליון צמודים.
    6. המקום המיקסר שהורכב על גבי המעמד מיקסר כך לאורך צינור עודפים משתרע מתחת לצלחת תמיכה. תמיכה לוח נייד כך היא תושעה. הזז מרחב העבודה.
    7. באופן אופציונלי, כדי לבדוק את יישור מכני עצירה, קודם לצרף את מזרקים כוס ריקה אינלטס מערבל.
      הערה: flowrates הנפחי הן מגוונות באמצעות מזרקים של קטרים שונים חבית, שכן תארגן את הדברים בדיכאון בעת ובעונה אחת במהירות ליניארי אותו. הגולן אנכי התחלתי וסופי חייב להיות זהה עבור כל מזרקים, ניתן להגדרה באמצעות ברגים הגדר התחבר מוט הבוכנה22. התחנות מכני מבטיחים שלא ייגרם נזק מופרז מזרקים זכוכית.
      1. באופן אופציונלי, נמוך יותר הצלחת נייד אז זה מגיע לנוח על התחנות מכני. ודא כי מיושרים אלה כך הצלחת מגיע גם לנוח מיד לפני פנייה של מזרקים ריק (כפי שניתן לראות באיור2).
      2. באופן אופציונלי, שחרר את תחנות מכני ואת מיקום מחדש, אם יש צורך. להסיר את הזכוכית? המזרקים ולאפס את הצלחת ניידים מהדרך.
        הערה: לשיתוף פעולה עם מזרקים מפלסטיק, התחנות מכני אינם נדרשים.
    8. מקם את האמבטיה כבאות פתח מתחת לאורך צינור עודפים כדי לאסוף למסקנות.
    9. צייר פתרון A לתוך מזרק גז חזק 1 מ"ל באמצעות מחט קצה קהה. להסיר את כל הבועות אוויר והיפטרו של המחט. פריים הפתרון לסופו של מזרק זכוכית ההתאמה. חזור על תהליך זה עבור פתרונות B ו- C.
    10. צייר פתרון D לתוך מזרק גז חזק 2.5 מ ל באמצעות מחט קצה קהה. להסיר את כל הבועות אוויר והיפטרו של המחט. פריים הפתרון לסופו של מזרק זכוכית ההתאמה.
      הערה: אמצעי אחסון אלה נבחרו כך הגולן בוכנה מזרק הראשונית זהים. אם אמצעי האחסון משתנים, הם עדיין עליך לעמוד דרישה זו גובה.
    11. להרכיב את מזרקים ארבע אל המיקסר בצורה בכיוון השעון לפי סדר האלפבית. ראה איור 1B המראה הסופי והכיוון מזרק סכמטי.
      הערה: בדוק גובה מזרק לא שונה באופן משמעותי מן האחרים ופתור כנדרש.
  3. לבצע פעולת המיקסר וניקוי.
    1. גריפ לתושבת מיסב משני צידי הצלחת ניידים. לא מניחים את האצבעות על הפנים התחתון של הדיור כי זה מפגע קמצוץ נגד התחנות מכני. הורידו את הצלחת ניידים לאט כך הוא מונח באופן שווה אבל בקושי נוגע תארגן את הדברים.
    2. בהתמדה בצורה חלקה לדכא את הצלחת, במטרה להשלים את הפעולה של 0.5-1 s עבור אלה זרם אמצעי אחסון22.
      1. הסר ולאחר קאפ את צינור אמבט כבאות אשר מכילה כעת את פיזור NP.
    3. קחו את המיקסר עם תארגן את הדברים עדיין מחוברת והחזיקו מעל מיכל פסולת. הסר את המזרקים, המאפשר את אמצעי האחסון אותם לנקז לתוך המיכל. להחזיק את הרכבה מיקסר הפוכים, לפרק את המיקסר באמצעות הברגים ספאנר.
    4. באמצעות בקבוק ספריי, שוטפים את הצנרור שקע עם כמה מיליליטר של הממס (למשל, אצטון) ומייבשים עם אוויר או חנקן.
    5. לשטוף את הגיאומטריה ערבוב עם טוב ממס (למשל, יונים מים או דימתיל סולפוקסיד), ואז לשטוף עם אצטון באמצעות כמה מיליליטר מבקבוק ספריי. יבש עם זרם אוויר או חנקן.
    6. לשטוף את o-ring של זרם מים יונים, כתם יבש.
    7. יש לשטוף את הדיסק העליון ביסודיות עם כמה מיליליטר של אצטון באמצעות בקבוק ממס עד ראייה נקי. יבש עם זרם אוויר או חנקן השטח והן את המדידות מזרק.
    8. לשטוף כל מזרק עם כמה מיליליטר של טוב ממס (למשל, יונים מים או אצטון) מבקבוק הממס. החל שטיפה הסופי של כמה מיליליטר של אצטון, אוויר יבש לפני השימוש הבא.
  4. מבצעים עיבוד שלאחר ניתוח.
    1. להוסיף 50 μL של הפתרון crosslinker וגופרית והרכבו סידן כלורי dropwise תוך כדי ערבוב כ 75% מהירות מירבית.
    2. הוסף μL 50 של הפתרון אמוניה dropwise תוך כדי ערבוב במהירות מקסימלית 75%. גיל במשך לפחות 30 דקות.
    3. לאפיין את גודל NP כפי שתואר בשלבים 2.3.1 ו 2.3.2.
    4. תהליך פיזור NP לייצר או microparticles או מצופה NPs כפי שמתואר בספרות19,20,21.

4. השינויים עבור ניסוח הסולם

  1. הכינו את הממס ופתרונות antisolvent כפי שתואר בשלבים 1, 2 או 3 ההרכב הרצוי ועל נפח מספיק עבור גודל נדרש ניסוח.
  2. לחלופין, אם יש צורך, לנקות ולחטא המיקסר במקום באמצעות פרוטוקול מתאים לפני היווצרות NP.
    הערה: שטיפות רציפים של CIP 100, מים (ל- pH נייטרלי), CIP 200, מים (ל- pH נייטרלי) של הממס מתאימים יש כבר מועסקים בעבר. בנוסף, מסננים סטרילי ניתן לחבר את פתחי הכניסה של המיקסר במקרים שבהם גודל החלקיקים הסופי מונע עיקור על-ידי סינון.
  3. טען את הפתרונות מזרקים גז חזק נפח מתאים וצרף טפלון (PTFE) אבובים עם מתאם סכינים סטריליים מצויד על הסוף. פריים באופן ידני את הפתרונות עד הסוף של הצנרת.
    1. לטעון את המזרקים לתוך מזרק משאבה, לצרף את המזרקים אינלטס מערבל את CIJ או את MIVM, כנדרש.
      הערה: לחלופין, בקרי זרם יכול לשמש מעבדה או טייס סולם כדי לספק יכולות נפח גדול יותר מאשר מזרק משאבה. מבצע מוצלח דורש זרימה קבועה מספיקה טיפה לחץ, מה שאומר כי ספינות מווסת זרימה מדידה בשקע הם הבחירה המתאימה ביותר לייצור בקנה מידה גדול.
  4. במקום אוסף כלי המכיל אמבט כיבוי של נפח מספיק, אם נדרש, מתחת לאורך צינור עודפים.
  5. להגדיר את המחירים נפחי הזרימה לאלה מושגת באופן ידני (לדוגמה, על 30-60 mL/min לכל זרם).
    הערה: אם משתמש של CIJ, משאבת זרימה המחירים להיות זהים. אם משתמש של MIVM, אינלטס שונים יכולים להיות זרימה שונים המחירים.
  6. במקביל מתחילים את המשאבות. לאסוף כ 5-10 מ"ל למטעי ככל פסולת בקבוקון קטן (זהו אמצעי" סטארט-אפ"), ואז להתחיל לגבות באמבטיה כבאות.
  7. לאפיין ולעבד כפי שמתואר בסעיף ניסוח המתאימים לעיל.

Representative Results

הקרנת הסרט NP ניסוחים עם FNP היא מהירה ודורש כמויות קטנות של חומר (גודל 1-10 מ ג). פרוטוקול FNP כדי לכמס תרכובות הידרופוביות כמו ויטמין E (שלב 1) תוצאות גם באורווה, נקה או פיזור NP שאדרה בקלילות. פיזור אור דינאמי (DLS) מספק אמצעים חזקים כדי לאפיין את גודל החלקיקים. כפי שמוצג באיור3, התהליך מייצר NPs עם polydispersity נמוך אופנה לשחזור. האינדקס polydispersity טיפוסי (PDI) הוא פחות מ 0.20, המציין יחסית monodisperse האוכלוסיה. PDI מתקבל מן הפונקציה autocorrelation, מיושם לעיתים קרובות לתוך כלי תוכנה. זה יחס של השנייה מהרגע הראשון, איפה הערכים של 0.1 מתקבלים בדרך כלל עבור חלקיקים monodisperse26. עבור ארבע ויטמין E/PS-b-פג ניסוח משכפל דיווח, הערך היה 0.12 ± 0.02, קוטר ממוצע 107 ± 7 ננומטר. טיפוסי "מתפוצצים מעצמם" או דיכאון לא אחידה מזרקים או מהירות איטית יותר דיכאון הוא דיווח גם באיור3. Polydispersity היה לא מושפע, אבל הגודל היה קצת יותר גדולים (135 ננומטר). כולל את הדוגמא, מדדים חדשים עבור גודל החלקיקים הם 113 ± 14 ננומטר. החטאה תוצאות פרקי זמן שבהם התא מכיל רק סוג זרם יחיד. חשוב כי הנחל כולו חווה את אותו תהליך ההיסטוריה ואמצעי אחסון היחסי של הנחלים ולא מימית אורגניים בתוך המיקסר. ללא מייצב, מופק פתרון אטום עם אגרגטים גלוי. הפונקציה autocorrelation DLS עבור דוגמה זו שאינם במדעי המחשב, לא ריקבון בצורה חלקה, כפי שניתן לראות את שיבוץ איור 3 .

גודל החלקיקים שליטה על ידי FNP הוכח איור 4, איפה שונות ביחס לכמויות חומר הליבה –1.8 k במקרה הזה – ו נ. ב- poly(styrene)b-מייצב פג, גרמו חלקיקים גדלים זה נע בין 49-152 ננומטר. גודל החלקיקים הללו נוצרו עם THF נחלים המכילה ריכוז המוני הכולל של הליבה, מייצב של 20 מ"ג/מ"ל, איפה 25%, 50% או 75% המסה היה חומר הליבה poly(styrene). Polydispersity של חלקיקים תמיד היה פחות מ- 0.15. דיון נרחב על פרמטר ההשפעה על גודל החלקיקים המיוצר על ידי FNP עלול להימצא ב10ספרות. הטעינה יהיה מכוון על ידי מחזיק הקבוע נפח הממס ושלל אמצעי האחסון היחסי של פתרונות מניות ליבה and מייצב. באופן דומה, ריכוז מסה מוחלט יכולים להיות מגוונים על-ידי הכנת מלאי פתרונות-ערכים שונים 10 מ"ג/מ"ל. בתנאים מסוימים, זה ניתן לצפות אוכלוסיה מיצלה ריק על ידי DLS27. לא תהיה לכך השפעה מזיקה מלבד הרחבת התפלגות גודל החלקיקים נמדד. כאשר הגודל דומה, זה יכול להתבטא לשיא רחב יחיד ולא שתי הפסגות נפרדים.

מיקסר CIJ אותו יכול לשמש גם כדי לכמס הידרופילית תרכובות iFNP, למשל, בשלב 2 של הפרוטוקול. החלקיקים מיוצר ניסוח שדווחו הן בסביבות 65 ננומטר עם polydispersity נמוכה של 0.08. ניתן לראות את התפלגות גודל הדמות 5A (קווים מקווקווים). השפעת crosslinking שאריות חומצה קרבוקסילית במספר דוכנים על יציבות חלקיקים מומחש DLS לניתוח ממיס חזק כמו דימתיל סולפוקסיד, כפי שמוצג באיור 5B. הפונקציה autocorrelation עבור חלקיקים טוב-תפור צריך להתחיל ליד ערך של 1 וירידה בחדות ל- 0 בכל פעם אופייני הקשור לגודל החלקיקים (קו רציף). חלקיקים להתנפח בהרחבה או לפזר אינם תפור ולהראות אותות autocorrelation מינימלי (קו מנוקד). עבור iFNP, ניסויים שנכשלו להתבטא בצורה דומה כמתואר FNP לעיל. ניתן לראות אגרגטים גלוי או עלולים להיות שנצפו המסכן DLS autocorrelation פונקציה צורה. MIVM יכול לשמש עבור FNP או iFNP כאשר יותר משני זרמים כניסת נדרשים עקב אילוצי מערכת כגון מסיסות או אי התאמה כימי. גירסת בקנה מידה קטן MIVM (μMIVM) עם מעמד מיקסר שלה מוצגת באיור2. כמו עם CIJ, מערבל זה יכול לשמש כדי לכמס תרכובות הידרופוביות או הידרופילית22. בשלב 3, עבור העטיפה של חלבון הידרופיליות, ביצית, מאת iFNP פרוטוקול תוארה. התפלגות גודל החלקיקים מוצג באיור 5A (קו רציף). הגודל הוא בסביבות 125 nm עם PDI של 0.16. נוהל כללי לפעולה משאבת מזרק-קשקשים גדולים יותר מסופק בשלב 4.

Figure 1
איור 1: העצרת מערבל וזרימה פנימי תבנית השרטוטים. מיקסר מטוסי (CIJ) (A) לפגוע חיכוכים עם מזרקים המצורפת ממוקם מעל האמבטיה כבאות. לא בתמונה הם בר מערבבים את המבחנה אמבט כבאות, צלחת מערבבים. הגיאומטריה ערבוב מתואר בתצוגה מורחבת מציג את אינלטס זרם שני אשר פוגעים במרכז החדר. מיקסר כניסת מרובה מערבולת (B) א (μMIVM) מוצג עם זכוכית מזרקים, ממוקם הדוכן מעל אמבט כבאות. לוח ניידים ותחנות מכני יש כבר שנחתכו מהתמונה. התצוגה מורחב מציגה תא מערבולת, את ערוצי כניסת סכמטי. (ג) A ייצוג סכמטי של NPs ליבה-קליפה המיוצר על ידי FNP. כדורים אדומים מייצגים טיפולית אשר, בשילוב עם הרחוב כחול פולימר מכווצת, מהווים את ליבת NP. הרחוב פולימר צהוב טפסים השכבה מברשת להקניית מייצב הסטריים NPs. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 2
איור 2: μMIVM טרמינולוגיה ורכיבים עבור הרכבה. ΜMIVM מחייבת עמדה מערבל כדי לאפשר דיכאון אחיד מזרקים ארבע. במקרה זה, הגולן בוכנה מזרק להיות אחיד כדי להבטיח עקביות ערבוב. אפשר לחילופין להפעיל אותה באמצעות משאבות מזרק. דוכן מיקסר עם רכיבים שכותרתו מוצג בחלק השמאלי של האיור. בצד הימין הוא המיקסר המפורק עם o-ring במקום בדיסק הגיאומטריה ערבוב. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 3
איור 3: חלקיקים בגודל הפצה של חלקיקים פולימרים המכילים גרעין של ויטמין E ויציבה מאת PS -b-פג. פיזור אור דינאמי (DLS) מספק גודל משוקלל העוצמה הפצות המציינים את התפלגות קוטר NP. עקומות הממוצע של ניתוחים triplicate של כל משפט, יש כבר ישתנה כדי לייצר הייטס שיא המרבי זהה. משכפל ארבע (קווים מלאים) לציין את הפארמצבטית גבוהה של השיטה (סטיית תקן = 7 ננומטר). כלולה גם החטאה נציג (קו מקווקו), כגון מהירות איטית יותר של מזרק או דיכאון לא אחידה של שני מזרקים, אשר תוצאות בקוטר של חלקיקים גדולים יותר. סטיית התקן של גודל NP כולל את החטאה בת 14 ננומטר. (פנימי) בלי PS -b-מייצב פג, גדולים בקנה מידה מיקרון אגרגטים (או טיפות, במקרה של שמן כמו ויטמין E) נוצרות. הפונקציה autocorrelation DLS של ריצה ללא המיצב (קו מנוקד) מוצג יחד עם autocorrelation הנציגה של שכפול ננו-חלקיק (קו רציף). הפונקציה autocorrelation מציג את מספר צירי זמן אופייניים עבור המדגם שליטה, המציין אוכלוסייה polydisperse. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 4
איור 4: בקרת גודל החלקיקים על ידי FNP דרך משתנה יחסי היחסי של ליבה חומר מייצב. חלוקות גודל העוצמה משוקלל של ניסוחים שלושה עם גרעין poly(styrene) התייצב מאת PS -b-פג מתוארים. ריכוז מסה מוחלט שבשנות ה 20 מ"ג/מ"ל, antisolvent היה מים. ניסוחים הוכנו במיקסר CIJ. השבר של המסה של חומר הליבה מופיע במקרא. לדוגמה, דגימה 25% הכיל 5 מ"ג/מ"ל poly(styrene) ו- 15 מ"ג/מ"ל PS -b-פג. גודל ממוצע 25% (קו רציף), 50% (קו מקווקו) של 75% (מקף מעורב קו) core loadings היו 49 nm, 96 nm, ו 152 nm, בהתאמה. כל הערכים PDI היו פחות מ- 0.15. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 5
איור 5: אפיון של NPs הפוך עשה מיקסר CIJ או μMIVM. (א) DLS עקומות הם הממוצע של ניתוחים triplicate עבור כל ניסוח. הקו המקווקו מציין התפלגות גודל החלקיקים 3 k MD תוצרת המיקסר CIJ אמנם הקו המלא התפלגות גודל החלקיקים ביצית עשה את μMIVM. (B) כוחו של crosslinking יכול להיות מוערך על ידי DLS באמצעות דימתיל סולפוקסיד כמו diluent. הפונקציה autocorrelation DLS מעיד על כוחו של crosslinking דרך הערך autocorrelation הראשונית התצפית של מעבר נקי על ערך של אפס. הקו המקווקו מתאר את הפונקציה autocorrelation עבור חלקיק עם לא crosslinker מציג אות הראשונית חלש ועת דעיכה רחבה. הקו המלא מתארת את autocorrelation לאחר תוספת של crosslinker חזק (במקרה זה, tetraethylenepentamine), אשר מראה קליטה ראשונית חזקה, ציר זמן דעיכה מוגדרים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 6
איור 6: רוויית יתר, S, כפונקציה של יחס ערבוב היחסי של הממס האורגני למים. (א) השוואה של רוויית יתר השגה הגבוה ביותר עבור (○) boscalid, חומרי הדברה וכן (■) פפטיד B, פפטיד מודל 7-שאריות. הנחל אורגני מכיל boscalid-ריכוז של 230 מ"ג/מ"ל ופפטיד B-200 מ"ג/מ"ל, ריכוז הרוויה שלהם. יש רוויית יתר המרבית בה תלויה כל המרכיב הפעיל התרופות (API) / solvent המערכת. (B) כאשר הריכוז של boscalid בזרם אורגני הוא ירד 20-fold, התנאים בו מושגות רוויית יתר ו nanoprecipitation נעשות מוגבלות. איור זה הוא הודפס מחדש באישור Elsevier9. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Discussion

ומגעים תרכובות הידרופוביות כגון ויטמין E, כמו שלב 1 של הפרוטוקול, כבר מתואר בהרחבה9,14,28. יחסית monodisperse חלקיקים מיוצרים כי ציר הזמן עבור ערבוב קצר יותר מאשר ציר הזמן כדי להפוך את צבירת צמיחה של החלקיקים. באופן ספציפי, הפתרון הממס/antisolvent מעורב במהירות הופכת הומוגנית, המאפשרת התגרענות להתרחש בצורה אחידה. הרכבה של קופולימר לחסום השטח חלקיקים ואז מספק מייצב הסטריים אשר עוצר גדילה חלקיקים5. מאז ערבוב זמן בבית הבליעה (מערבולות) הוא פונקציה של שיעור זרימת כניסת את CIJ או את MIVM, יש שיעור כניסת, אשר מתרחשת לאחר המעבר ערבוב הסוערים, איפה גודל החלקיקים קבוע בעיקרו13. זה מספק חוסן נוספים לתהליך כסגנון אצווה כדי אצווה ניתן לסבול את הוריאציה כניסת flowrate (קרי, מזרק דיכאון מהירות) ללא השפעה משמעותית לגודל NP הסופי כפי שניתן לראות באיור3. כניסת איטי או מחוספס מהירויות יכול לגרום חלקיקים גדולים יותר או הפצות polydisperse יותר, כפי שניתן לראות בדוגמה זו החטאה. FNP גם הוארך כדי לכמס תרכובות הידרופילית חלקיקים על ידי ההיפוך NanoPrecipitation פלאש. אלה הפוכה חלקיקים יכול לאחר מכן ניתן להשתמש כדי ליצור microparticles או להיות מצופה פג ליצירת חלקיקי מים מסיסות25. הרכבה עקרונות היסוד נשארים אותו דבר, למרות שאין מורכבות נוספת crosslinking הליבה של חלקיקים. דבר זה הכרחי לייצוב של החלקיק סביבה מימית. באופן כללי, יחס של 1:1 תשלום בהשוואה לבלוק polyacid מספיקה, אך האינטראקציות יוניים יכול להיות מקודמים על ידי התאמת pH באמצעות התוספת של הבסיס19. ב פרוטוקול זה, תואר רק תהליך הצעד הראשון ל- NPs טופס הפוכה.

בנוסף ערבוב מהיר, ניסוח מוצלח FNP או iFNP הוא מוגבל מופעים בו מספר תנאים ניתן פגש9,14. ראשית, כל זרם תשומות חייב להיות miscible. בעוד אמולסיות שימשו להפקת NPs, FNP דורש שלב פתרון אחיד במיקסר. שנית, מרכיב מרכזי חייב להיות כמעט לא מסיסים-התנאים הממס במיקסר (עבור CIJ, תערובת חצי לפי נפח) לנהוג התגרענות מהירה. אחרת, חלק משמעותי יישאר unencapsulated או הפצצה, יסתיים לאחר דילול נוסף עם antisolvent. MIVM ניתן לאפשר תוכן antisolvent גבוה יותר בבית הבליעה ערבוב לטפל במגבלות מסיסות חומרים הליבה. לעתים קרובות שימושי כדי ליצור עקומות רוויית יתר מהמידע מסיסות כפונקציה של הרכב הממס להנחות תהליך עיצוב9. איור 6 מציגה עקומות נציג עבור שתי תרכובות. רוויית יתר נמוכה-התנאים קאמרית ערבוב לגופו פועלים ב יצירות שונות, שימוש בדרך כלל את MIVM. רוויית יתר גבוה יותר מעדיף את התגרענות של רכיב ה-core על צמיחה של חלקיקים אך אי-התאמה בזמן הרכבה של חומר הליבה, המיצב יכול לגרום אגרגטים גדולים של טיפולית. D'Addio, Prud'homme שסקרו את היישום של עקומות כאלה רוויית יתר פירוט9. לבסוף סניף BCP וחייבים מולקולרי בזרם הממס, הזרם antisolvent חייב להיות סלקטיבי עבור בלוק אחד. סניף BCP חייב להיות מספיק amphiphilic לספק שני solvophobic של נהיגה הכוח מהגוש מכווצת כדי לעגן את המיצב על פני השטח של חלקיקים, עבור בלוק solvated להקנות יציבות הסטריים את החלקיק. ממיסים שאינה מתוארת בפרוטוקול עשוי לשמש כל עוד הם נפגשים אילוצים אלה.

תרגול עם מזרק ידני המבצע ניתן לשפר את אחוזי ההצלחה במהלך ההקרנה. כפי שצוין לעיל, מבצע מעל המעבר תנאים ערבוב הומוגנית, הסוערת פירושו וריאציות קטן קצב הזרימה מתקבלים את תהליך28. הסולם תוצאות זורם מונחה-משאבה, מבוקר-מחשב גדול עוד יותר רווחי אחידות עקב כניסת לשחזור זרימת התעריפים. בשלב כלשהו במהלך עיבוד שלאחר של החלקיקים, בדיקה ויזואלית או DLS ניתוח עשוי להצביע על קיומו של אגרגטים גדולים אשר יכול להיות עקב אי-יציבות אבק או חלקיק נלווים. בעת הצורך, ניתן לסנן את הזרם עם גודל הנקבוביות הסינון המתאימה. בהיעדרו של אגרגטים, מצאנו כי פחות מ 5% המסה אבדה בדרך כלל בעת סינון חלקיקים מצופים פג אם גודל נומינלי מסנן גדול יותר התפלגות גודל החלקיקים. בעת סינון אגרגטים, ניסויית של המוני לאיבוד במהלך התהליך הכרחי. כימות של אובדן מסת יכול להתבצע באחת משתי דרכים. המסה הכוללת מוצקים בנפח נתון יכול להיקבע על ידי אנליזה תרמוגרווימטרית לפני ואחרי סינון כדי לזהות את מידת השינוי (ראה סעיף מידע משלים 2). לחלופין, החלקיקים יכול להיות התאושש (למשל, על-ידי lyophilization), מומס טוב ממס. ישירות אז נמדד הריכוז של חומר הליבה על ידי טכניקה המתאימה כגון ספקטרופוטומטר אולטרה סגול-גלוי או גזים.

עבור FNP, יש להסיר שאריות כרך 10% אורגני הממס (למשל, THF) הפיזור מימית. זה יכול להיעשות על ידי זיקוק אויר14,29, דיאליזה30או31,זרימה וצורניים סינון32. שיקולים מעשיים עבור כל שלב עיבוד מתוארים את האזכורים מסופקים. לדיאליזה, ממברנות טיפוסי הם 3.5 kDa או 6-8 kDa המכנסונים, למרות זמינות אפשרויות גדולות יותר. הפסקת משקל מולקולרי זו מספיקה להסרת ממס בעת דיאליזה במשך 24 שעות ביממה באמצעות מספר שינויים אמבט. השימוש של סינון זרימת וצורניים מצריכה פיתוח תהליך קצת כפי יש לנקוט כדי למנוע גרימת צבירה עקב ריכוז קיטוב על פני הממברנה. מצאנו כי הפחתת הרכב הממס האורגני להלן ערך תלויי-המערכת, בדרך כלל 2-10% vol, מבטלת צבירה על פני הממברנה. לאחר העיבוד, הריכוז של חלקיקים נקבעת בקלות על-ידי אנליזה תרמוגרווימטרית (ראה סעיף מידע משלים 2). רצוי לעיתים קרובות תחבורה או לאחסן חלקיקים בצורה יציבה מאוד. פשוט שיכול להיות קפוא דיספרסיות מימית במהירות בעזרת תערובת אצטון/קרח יבש ולאחר מכן מאוחסן ב- 80 ° c לחלופין, אבקות יבש ניתן להשיג על-ידי33,lyophilization34 או ספריי ייבוש24. לעתים קרובות, יש להוסיף cryoprotectant להפחית nanoparticle צבירת במהלך הקפאה או ייבוש. סוכרים (סוכרוז, טרהלוז, וכו '), poly(ethylene glycol) או cyclodextrins יכולים להיות מוקרן ליעילות מעל טווח ריכוז על ידי פיקוח גודל על-ידי DLS35,36,37, 38. בעיות יציבות NP נפוצות במהלך עיבוד קשורים לעיתים קרובות מסיסות או שלב ההפרדה בתוך ליבת וכתוצאה מכך שחלוף לכיוון התחתון אנרגיה מדינה בתנאים שבהם ניידות מוגברת. שימוש של חומרי ליבה משותפת, מייצבים חלופי או ששונה החיצוני תמיסה הרכב יכול לעזור לשפר את יציבות14,16,17,39,40, 41.

כפי שצוין לעיל, MIVM מאפשר גבוה יותר antisolvent התוכן בבית הבליעה ערבוב בעת הצורך מושגת רוויית יתר גבוהה. זה יכול גם לאפשר ההפרדה הפיזית של מינים לתוך יותר משני הזרמים כאשר תגובתיות או מסיסות המגבלות דורשים זאת. דוגמה לכך היא היווצרות של חלקיקי מיוצב חלבון זיין של אנטיביוטיקה clofazimine24. Clofazimine הידרופוביות הוא הציג זרם אצטון; זיין הוא הציג ב- 60% ethanolic זרם מימית; קזאין, איזה מכלולים עם זיין, הוא הביא עם זרם מאגר מימית, הזרם הרביעי הוא המאגר הנוסף כדי להגדיל את היחס של מים כדי אצטון ואתנול. שני נחלים הממס נדרשים מאז clofazimine וזיין אינם מסיסים הממס הנפוץ. תהליך זה יכול להתבצע לא במיקסר CIJ שני מנועי סילון. זה ניסוח מיוצב חלבון גם מדגים FNP אינה מוגבלת BCP מייצבים. יאנוס חלקיקים הופקו ללא מייצב42 , מגוון של מייצבים נמוכים הוכחו עבור יישומים אוראלי24. ראוי לציין, copolymers כגון hydroxypropyl methylcellulose יכול לשמש במקום בלוק copolymers24. חומרי הליבה יכולה להיעשות יותר הידרופובי על ידי מספר טכניקות. יון הידרופובי זיווג הוחל גם צופנת בחובה מגוון רחב של תרכובות בעלות מסיסות ביניים43,44,45. היה מאוד הידרופוביות prodrugs שנוצר ולאחר מכן אנקפסולציה46. חומצות גרעין יש כבר אנקפסולציה באמצעות complexation עם שומנים cationic47. חשוב, מחקרים אלה הראו כי FNP יכול לייצר מגוון של בדיקות משטח חלקיקים, הביוכימיה. מייצבים נוספים, מעורבות המכיל חלק של BCP שהשתנה עם ליגנד מיקוד בקצה שרשרת שימשו. פעולה זו מאפשרת שליטה מדויקת ליגנד תוכן על פני השטח מאז חלקיקים קומפוזיציה משקף את הרכב23,של הנחל קלט48. באופן דומה, זה ניתן לשלב מספר רכיבים מרכזיים, כולל צבעי חלקיקים אורגניים3,8.

NanoPrecipitation פלאש היא הגישה להרחבה של חלקיקים פולימרים המורכב של הידרופובי או גרעין הידרופילית. אם מתקיימים הקריטריונים לספור מעל, בדרך כלל מעל 95% של חומר הליבה עוברת אנקפסולציה ב גבוהה מסת החלקיק של החלקיק. שלוש הדוגמאות המובאות כאן בוצעו בקנה מידה ספסל, הדורשים כמה מיליגרמים של חומר, כ- 0.5 מ ל כל נחל כניסת. דבר זה מאפשר מיון מהיר של חלקיקים תנאים למיטוב ניסוח. הסולם של עופרת ניסוחים כדי יותר גדול בגדלים אצווה הוא עניין של הפעלת התהליך עבור זמן רב יותר, אשר יכול להתבצע בקלות באמצעות משאבות מזרק או בקרי זרם. לעומת זאת, את קנה המידה של nanoprecipitation תוספת בצובר פונה אתגרים מתועדת היטב שמירה על micromixing מספיק בנקודת תוספת, והיוו האפקט של שינוי הקיבול הגיאומטריה49. זהו מכשול גדול, שכן הוא חיוני לייצור חלקיקים באופן עקבי להכיר את ה-FDA דרישות50. טכניקות מיקרופלואידיקה יכולה גם לייצר חלקיקים אחיד, לשחזור, אך רק לאפשר ייצור בטווח מיליגרם. לדוגמה, Karnik. et al. דיווח על קצב ייצור של 0.25 מ"ג/min לשחרור סמים ללמוד51. הסולם נוספת כרוכה בדרך כלל parallelization על הון גבוה עלות12. FNP, זה פשוט לייצר 1 גרם של חלקיקים ב 600 מ"ג/דקה עם מזרק משאבה ואביזרים כמה להתחבר אינלטס מערבל. כתוצאה מכך, FNP מייצג הן כלי הקרנת מעבדה נגיש-סולם, כמו גם הגישה להרחבה של NP ייצור לעבודה translational.

Disclosures

המחברים אין לחשוף.

Acknowledgments

עבודה זו נתמכה על ידי מימון מדעי החיים Optimeos, הקרן הלאומית למדע (CBET 1605816), הצעת החוק ואת ומלינדה גייטס (BMGF, OPP1150755), את נבחרת המדע קרן בוגר מחקר לאגודה (DGE-1656466) מוענק K.D.R.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Confined Impinging Jets Mixer NA NA See supplemental information for engineering drawings. Review text for new mixer validation
Luer fitting Idex Health & Science P-604 Assemble on CIJ or MIVM mixer inlet with corresponding threads
Plug fitting Idex Health & Science P-309 Assemble on CIJ mixer sides (seal access point from drilling)
Outlet fitting - CIJ Idex Health & Science P-205 Assemble with ferrule and tubing on CIJ chamber outlet
Outlet ferrule - CIJ Idex Health & Science P-200 Assemble with outlet fitting (large end flush with tubing)
Outlet tubing - CIJ Idex Health & Science 1517 Use tubing cutter for clean ends. Ensure extra tubing doesn't protrodue into mixing chamber
Tetrahydrofuran (THF) Fisher Scientific T425-4 Use stabilizer-free THF to avoid solubility limits of BHT. Peroxides may interfere in some applications.
Norm-ject syringe (3 ml) VWR 53548-017
Vitamin E (α-tocopherol) Sigma-Aldrich 90669-50G-F Store cold
poly(styrene-b-ethylene glycol), PS1.6k-b-PEG5k Polymer Source P13141-SEO Other block sizes acceptable depending on application
poly(styrene)1.8k Polymer Source P2275-S Example hydrophobic core material
Scintillation vial DWK Lifesciences 74504-20
Luer-slip plastic syringes, 1ml (100 pk) National S7510-1
Maltodextrin DE 4-7 Sigma-Aldrich 419672-100G
poly(styrene-b-acrylic acid), PS5k-b-PAA4.8k Polymer Source P5917-SAA Other block sizes acceptable depending on application
Dimethyl Sulfoxide (DMSO) Fisher Scientific D159-4
Calcium chloride dihdyrate Sigma-Aldrich 223506-25G Hygroscopic.
Methanol Fisher Scientific A452-4
Ammonium Hydroxide Fisher Scientific AC423300250
Albumin from chicken egg white (Ovalbumin, OVA) Sigma-Aldrich A5503-1G
Multi-Inlet Vortex Mixer NA NA See supplemental information for engineering drawings. Review text for new mixer validation
Outlet fitting - MIVM Idex Health & Science P-942 Combination with ferrule
Outlet tubing - MIVM NA NA Fit to ferrule ID.
O-ring (MIVM) C.E. Conover MM1.5 35.50 V75 Order bulk - consumable part. Ensure solvent compatibility if using an alternative source.
Mixer stand NA NA See Markwalter & Prud'homme for design.17

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Bobo, D., Robinson, K. J., Islam, J., Thurecht, K. J., Corrie, S. R. Nanoparticle-Based Medicines: A Review of FDA-Approved Materials and Clinical Trials to Date. Pharmaceutical Research. 33 (10), 2373-2387 (2016).
  2. D'Mello, S. R., et al. The evolving landscape of drug products containing nanomaterials in the United States. Nature Nanotechnology. 12 (6), 523-529 (2017).
  3. Gindy, M. E., Prud'homme, R. K. Multifunctional nanoparticles for imaging, delivery and targeting in cancer therapy. Expert Opinion on Drug Delivery. 6 (8), 865-878 (2009).
  4. Chen, G., Roy, I., Yang, C., Prasad, P. N. Nanochemistry and Nanomedicine for Nanoparticle-based Diagnostics and Therapy. Chemical Reviews. 116 (5), 2826-2885 (2016).
  5. Johnson, B. K., Prud'homme, R. K. Mechanism for Rapid Self-Assembly of Block Copolymer Nanoparticles. Physical Review Letters. 91 (11), 118302-118302 (2003).
  6. Schubert, S., Delaney, J. J. T., Schubert, U. S. Nanoprecipitation and nanoformulation of polymers: from history to powerful possibilities beyond poly(lactic acid). Soft Matter. 7 (5), 1581-1588 (2011).
  7. Lebouille, J. G. J. L., Stepanyan, R., Slot, J. J. M., Cohen Stuart, M. A., Tuinier, R. Nanoprecipitation of polymers in a bad solvent. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. , 225-235 (2013).
  8. Akbulut, M., et al. Generic method of preparing multifunctional fluorescent nanoparticles using flash nanoPrecipitation. Advanced Functional Materials. 19 (5), 718-725 (2009).
  9. D'Addio, S. M., Prud'homme, R. K. Controlling drug nanoparticle formation by rapid precipitation. Advanced Drug Delivery Reviews. 63 (6), 417-426 (2011).
  10. Pagels, R. F., Edelstein, J., Tang, C., Prud'homme, R. K. Controlling and Predicting Nanoparticle Formation by Block Copolymer Directed Rapid Precipitations. Nano Letters. 18 (2), 1139-1144 (2018).
  11. Ding, S., Anton, N., Vandamme, T. F., Serra, C. A. Microfluidic nanoprecipitation systems for preparing pure drug or polymeric drug loaded nanoparticles: an overview. Expert Opinion on Drug Delivery. 13 (10), 1447-1460 (2016).
  12. Valencia, P. M., Farokhzad, O. C., Karnik, R., Langer, R. Microfluidic technologies for accelerating the clinical translation of nanoparticles. Nature Nanotechnology. 7 (10), 623-629 (2012).
  13. Johnson, B. K., Prud'homme, R. K. Chemical processing and micromixing in confined impinging jets. AIChE Journal. 49 (9), 2264-2282 (2003).
  14. Saad, W. S., Prud'homme, R. K. Principles of nanoparticle formation by flash nanoprecipitation. Nano Today. 11 (2), 212-227 (2016).
  15. Han, J., et al. A simple confined impingement jets mixer for flash nanoprecipitation. Journal of Pharmaceutical Sciences. 101 (10), 4018-4023 (2012).
  16. Kumar, V., Wang, L., Riebe, M., Tung, H. H., Prud'homme, R. K. Formulation and stability of itraconazole and odanacatib nanoparticles: Governing physical parameters. Molecular Pharmaceutics. 6 (4), 1118-1124 (2009).
  17. Liu, Y., Kathan, K., Saad, W., Prud'homme, R. K. Ostwald Ripening of β -Carotene Nanoparticles. Physical Review Letters. 98 (3), 036102-036102 (2007).
  18. Liu, Y., Cheng, C., Liu, Y., Prud'homme, R. K., Fox, R. O. Mixing in a multi-inlet vortex mixer (MIVM) for flash nano-precipitation. Chemical Engineering Science. 63, 2829-2842 (2008).
  19. Pagels, R. F., Prud'homme, R. K. Polymeric nanoparticles and microparticles for the delivery of peptides, biologics, and soluble therapeutics. Journal of Controlled Release. 219, 519-535 (2015).
  20. Pagels, R. F., Prud'homme, R. K. Ch. 11. Control of Amphiphile Self-Assembling at the Molecular Level: Supra-Molecular Assemblies with Tuned Physicochemical Properties for Delivery Applications Vol. 1271 ACS Symposium Series. , American Chemical Society. 249-274 (2017).
  21. Markwalter, C. E., Prud'homme, R. K. Ch. 12. Control of Amphiphile Self-Assembling at the Molecular Level: Supra-Molecular Assemblies with Tuned Physicochemical Properties for Delivery Applications Vol. 1271 ACS Symposium Series. , American Chemical Society. 275-296 (2017).
  22. Markwalter, C. E., Prud'homme, R. K. Design of a Small-Scale Multi-Inlet Vortex Mixer for Scalable Nanoparticle Production and Application to the Encapsulation of Biologics by Inverse Flash NanoPrecipitation. Journal of Pharmaceutical Sciences. 107 (9), 2465-2471 (2018).
  23. Gindy, M. E., Ji, S., Hoye, T. R., Panagiotopoulos, A. Z., Prud'Homme, R. K. Preparation of poly(ethylene glycol) protected nanoparticles with variable bioconjugate ligand density. Biomacromolecules. 9 (10), 2705-2711 (2008).
  24. Zhang, Y., et al. Design and Solidification of Fast-Releasing Clofazimine Nanoparticles for Treatment of Cryptosporidiosis. Molecular Pharmaceutics. 14 (10), 3480-3488 (2017).
  25. Pagels, R. F. Polymeric Nanoparticles and Microparticles for the Delivery of Hydrophobic and Hydrophilic Therapeutics. , Princeton University. Doctor of Philosophy thesis (2018).
  26. Frisken, B. J. Revisiting the method of cumulants for the analysis of dynamic light-scattering data. Applied Optics. 40 (24), 4087-4091 (2001).
  27. Budijono, S. J., Russ, B., Saad, W., Adamson, D. H., Prud'homme, R. K. Block copolymer surface coverage on nanoparticles. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 360 (1-3), 105-110 (2010).
  28. Johnson, B. K., Prud'homme, R. K. Flash NanoPrecipitation of Organic Actives and Block Copolymers using a Confined Impinging Jets Mixer. Australia Journal of Chemistry. 56, 1021-1024 (2003).
  29. Kumar, V., Prud'homme, R. K. Nanoparticle stability: Processing pathways for solvent removal. Chemical Engineering Science. 64 (6), 1358-1361 (2009).
  30. Shi, L., Shan, J., Ju, Y., Aikens, P., Prud'homme, R. K. Nanoparticles as delivery vehicles for sunscreen agents. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. , 122-129 (2012).
  31. Dalwadi, G., Benson, H. A. E., Chen, Y. Comparison of Diafiltration and Tangential Flow Filtration for Purification of Nanoparticle Suspensions. Pharmaceutical Research. 22 (12), 2152-2162 (2005).
  32. Pansare, V. J., Tien, D., Thoniyot, P., Prud'homme, R. K. Ultrafiltration of nanoparticle colloids. Journal of Membrane Science. 538, 41-49 (2017).
  33. D'Addio, S. M., et al. Novel Method for Concentrating and Drying Polymeric Nanoparticles: Hydrogen Bonding Coacervate Precipitation. Molecular Pharmaceutics. 7 (2), 557-564 (2010).
  34. Abdelwahed, W., Degobert, G., Stainmesse, S., Fessi, H. Freeze-drying of nanoparticles: Formulation, process and storage considerations. Advanced Drug Delivery Reviews. 58 (15), 1688-1713 (2006).
  35. Correa, S., et al. Highly Scalable, Closed-Loop Synthesis of Drug-Loaded, Layer-by-Layer Nanoparticles. Advanced Functional Materials. 26 (7), 991-1003 (2016).
  36. Figueroa, C. Engineering Nanoparticles for Pharmaceutical Applications: Formulation and Freeze-drying Techniques. , Princeton University. Doctor of Philosophy thesis (2014).
  37. Harada, A., Li, J., Kamachi, M. Preparation and properties of inclusion complexes of polyethylene glycol with alpha-cyclodextrin. Macromolecules. 26 (21), 5698-5703 (1993).
  38. Troiano, G., Song, Y. -H., Zale, S., Wright, J., Van Geen Hoven, C. Stable Formulations for Lyophilizing Therapeutic Particles. United States patent. , (2013).
  39. Kumar, V., Adamson, D. H., Prud'homme, R. K. Fluorescent polymeric nanoparticles: Aggregation and phase behavior of pyrene and amphotericin B molecules in nanoparticle cores. Small. 6 (24), 2907-2914 (2010).
  40. Budijono, S. J., et al. Synthesis of stable block-copolymer-protected NaYF4:Yb3+, Er3+up-converting phosphor nanoparticles. Chemistry of Materials. 22 (2), 311-318 (2010).
  41. Chen, T., et al. Protected peptide nanoparticles: Experiments and brownian dynamics simulations of the energetics of assembly. Nano Letters. 9 (6), 2218-2222 (2009).
  42. Sosa, C., et al. Soft Multifaced and Patchy Colloids by Constrained Volume Self-Assembly. Macromolecules. 49 (9), 3580-3585 (2016).
  43. Pinkerton, N. M., et al. Formation of stable nanocarriers by in situ ion pairing during block-copolymer-directed rapid precipitation. Molecular Pharmaceutics. 10 (1), 319-328 (2013).
  44. Lu, H. D., Rummaneethorn, P., Ristroph, K. D., Prud'homme, R. K. Hydrophobic Ion Pairing of Peptide Antibiotics for Processing into Controlled Release Nanocarrier Formulations. Molecular Pharmaceutics. 15 (1), 216-225 (2018).
  45. Lu, H. D., et al. Encapsulation of OZ439 into Nanoparticles for Supersaturated Drug Release in Oral Malaria Therapy. ACS Infectious Diseases. 4 (6), 970-979 (2018).
  46. Ansell, S. M., et al. Modulating the Therapeutic Activity of Nanoparticle Delivered Paclitaxel by Manipulating the Hydrophobicity of Prodrug Conjugates. Journal of Medicinal Chemistry. 51 (11), 3288-3296 (2008).
  47. Gindy, M. E., et al. Mechanism of macromolecular structure evolution in self-assembled lipid nanoparticles for siRNA delivery. Langmuir. 30 (16), 4613-4622 (2014).
  48. D'Addio, S. M., et al. Optimization of cell receptor-specific targeting through multivalent surface decoration of polymeric nanocarriers. Journal of Controlled Release. 168 (1), 41-49 (2013).
  49. Perry's Chemical Engineers' Handbook. , McGraw-Hill. 19-20 (2007).
  50. Torrice, M. Does nanomedicine have a delivery problem? ACS Central Science. 2 (7), 434-437 (2016).
  51. Karnik, R., et al. Microfluidic Platform for Controlled Synthesis of Polymeric Nanoparticles. Nano Letters. 8 (9), 2906-2912 (2008).

Tags

בביו-הנדסה גיליון 143 ננו-חלקיק micromixing בלוק קופולימר תרופות פפטיד חלבון תהליך הסולם
פלאש NanoPrecipitation בשביל העטיפה של תרכובות הידרופוביות, הידרופילית חלקיקים פולימרים
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Markwalter, C. E., Pagels, R. F.,… More

Markwalter, C. E., Pagels, R. F., Wilson, B. K., Ristroph, K. D., Prud'homme, R. K. Flash NanoPrecipitation for the Encapsulation of Hydrophobic and Hydrophilic Compounds in Polymeric Nanoparticles. J. Vis. Exp. (143), e58757, doi:10.3791/58757 (2019).

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