非球形(および他の)ナノ粒子形態の合成は、伝統的に明確に定義された両親媒性ジブロック(またはマルチ)の共重合体の合成および精製始まる多段階の自己組織化手順を使用して達成されました。最も一般的な自己組織化技術の一つは、1990年代にアイゼンバーグによって普及し、ブロック1-3のいずれかの溶媒の選択をゆっくり加え、続いて、両方のポリマーブロックのための一般的な溶媒中の両親媒性ブロック共重合体の溶解に関与し。選択的な溶媒(通常は水)が添加されると、ブロック共重合体は、ポリマーナノ粒子を形成する自己集合を受けます。ナノ粒子の最終的な形態(または形態の混合物)は、各ポリマーブロック、水の添加速度と共通の溶媒の性質の相対的な長さなどの要因の多数によって決定されます。しかしながら、このアプローチは、一般的にのみnanoparの製造を可能にします比較的低い固形分含有量(1重量%未満)でticlesので、その実用的なスケーラビリティ4を制限します。また、このような蠕虫状ミセル等の「中間」相の再現可能な形成は、この非球形形態5を安定化するために必要なパラメータの狭い範囲のために困難であることができます。
重合によって誘導される自己集合(PISA)のアプローチは、部分的に非常に高い固形分含量(典型的には10〜30重量%)6でナノ粒子合成を可能にする、その場で自己組織化を駆動するために、重合プロセス自体を利用して、アイゼンバーグアプローチの欠点に対処します-8。典型的なPISAアプローチにおいて、リビング重合プロセスは、反応媒体中に最初は可溶性であるが、不溶性ポリマーを形成するモノマーと溶剤可溶性マクロ開始剤(またはマクロCTA)を拡張するチェーンに使用されます。 PISAアプローチは、系統的に元の数を試験することにより、ワームのようなミセルを合成するために使用されています perimentalパラメータおよび合成「ロードマップ」5,9として詳細な相図を使用して。
その挑戦的な合成にもかかわらず、彼らの球状の対応に対するそれらの興味深い特性によるワームのようなナノ粒子に大きな関心が寄せられています。例えば、我々は、PISAのアプローチを用いて合成麻薬ロード短期および長期のワームのようなミセルは球状ミセルやベシクル10と比較して、 インビトロでの細胞毒性において有意に高かっ持っていることを実証しています。他のin vivoモデル11におけるナノ粒子のアスペクト比と血液循環時間との相関関係を示しています。他のものは、適切なPISA方法論を用いてウォーム状ナノ粒子の合成は、ナノ繊維のナノスケールの絡み合いに起因する巨視的ゲルが得られることを示しています。これらのゲルは、それらの熱可逆性ゾルゲル動作12により滅菌ゲルとしての可能性を実証しました。
"ontent>このプロトコルは、単純に、重合中に溶液粘度を観察することによって、ワームのようなミセルの形成のその場での監視を可能にする方法を説明している。同様のワームのようなミセルゲルの以前の研究では、その臨界温度以上、これらを実証しましたナノ粒子は、可逆ウォーム球転移を受けるので、高温で易流動性分散体を形成する。これまでに、これらのシステムは、制御された重合13,14を開始するために熱的に敏感なアゾ化合物を利用しているので、ゲル化が容易にこれらのシステムにおいて観察されないことが熱重合。これらの研究から中に、それはより低い温度でPISA派生したナノ粒子を合成すると、 その場で 、このゲル化挙動の観察を可能にすることができるという仮説が立てられました。最近ではナノ粒子を得るためにPISAのプロセスを媒介する容易な室温の光重合技術の使用を報告しました異なる形態15。ここでは、可視化プロトコルは、重合中に、溶液の粘度挙動を観察することにより、ワーム状ミセルの再現可能な合成のために提示されています。容易に商業的に入手可能な発光ダイオード(LED)(λ= 460nmで、0.7ミリワット/ cm 2で)を用いて分散重合が進行します。
本プロトコルの目的は、可視光媒介重合を用いたワーム状ミセルの簡便な合成法を実証することです。この手法ではポリマーナノ粒子の調製が行われ、これらはナノ医療などの幅広いアプリケーションに利用可能です。この手順の主な利点は、2段階の手順でワーム状ナノ粒子を製造できる点にあります。多くの研究において、薬物を搭載したワーム状ナノ粒子は細胞取り込みの向上を示すことが明らかになっており、本技術の意義はドラッグデリバリーの分野にまで及びます。
この手順を開始するには、テキストプロトコルに示されている適切な試薬、磁気撹拌子、および50 millilitersのアセトニトリルを100 milliliterの丸底フラスコに加えます。フラスコを適切なサイズのゴムセプタムと鋼線で密封します。その後、氷水浴を用いてフラスコを4 degrees Celsius以下に冷却します。
その後、21ゲージの針で反応混合物の中に直接窒素をバブリングし、別の21ゲージの針をベントとして使用して、30分間フラスコ内の脱酸素化を行います。フラスコを70 °Cのオイルバスに5時間半浸します。反応が完了したら、フラスコを氷水バスに直接浸し、内容物を空気にさらすことで重合反応を停止させます。
次に、圧縮空気の連続気流下で撹拌し、アセトニトリルを除去します。その後、粗混合物を約40 millilitersのテトラヒドロフラン(THF)に再溶解させます。次に、フラスコの内容物を、激しく撹拌したpetroleum spiritsとジエチルエーテルの混合液400 millilitersに滴下し、上澄みが濁らなくなるまで撹拌を続けます。
沈殿が完了したら、上澄み液をデカンテーションで除き、ポリマー残渣を約 40 milliliters の THF に再溶解させます。残留モノマーを完全に除去するため、この沈殿工程をさらに少なくとも2回繰り返します。その後、精製したホモポリマーを圧縮空気の流れにさらして撹拌し、過剰な溶媒を除去し、続いて真空乾燥機で4時間乾燥させます。
この時点で、既報の方法を用いて核磁気共鳴分光法によりホモポリマーの数平均分子量を決定します。その後、ゲル浸透クロマトグラフィーを用いてポリマーの分散度を算出します。合成したホモポリマーの分子量が、ここで提示している分子量9000から逸脱していても、次ステップでワームゲルを得られる可能性があります。
ただし、反応時間は変動します。この時点で、ルテニウムベースの光還元触媒の1 mg/mLストック溶液をエタノールで調製します。溶媒の蒸発を最小限に抑えるため、ストック溶液は冷蔵庫で保存してください。
次に、2本目のピペットを用いて綿球をしっかりと詰め込み、パストゥールピペットを塞ぎます。塩基性酸化アルミニウムをピペットに注ぎ、高さ約5cmにします。その後、約3mLのBzMAをピペ