사이클로 덱스트린 Nanosponge 히드로 겔에서 이부 프로 펜 캡슐화의 전송 특성 : 양성자 HR-MAS NMR 분광학 연구
Summary
β – 시클로 덱스트린 nanosponges 중합체 네트워크 캡슐화 이부프로펜의 움직임 정권 펄스 필드 구배 스핀 에코 (PGSE) NMR 기술을 이용하여 조사 하였다. 합성, 정제, 약물 충전 여러 관찰 시간에서 약물의 평균 제곱 변위를 작동하도록 NMR 펄스 시퀀스 데이터 분석의 구현을 상세하게 설명한다.
Abstract
에틸렌 디아민 테트라 카르 복실 산 이무수 물 (EDTA)와 β – 사이클로 덱스트린 (β-CD)의 화학적 가교는 덱스트린 nanosponges (CDNSEDTA) 라 지형 중합체되었다. 도 4 및 1 : 8 CD-EDTA 몰비 개의 상이한 제제 1을 설명한다. 해당 가교 중합체는 균일 한 무색의 약물로드 하이드로 겔에 이부프로펜 나트륨 염 (IP) 선도 0.27 M 수용액과 접촉시켰다.
이 시스템은 (HR-MAS) NMR 분광법을 회전 고해상도 마법의 각도에 의해 특징했다. 펄스 필드 그라데이션 스핀 에코 (PGSE) NMR 분광법 D t 다른 관찰 시간 고분자 겔 내부 IP의 평균 제곱 변위 (MSD)를 결정하는 데 사용되었다. MSD = F (t의 d) 상기 데이터가 상기 MSD의 시간 의존성을 연구하기 위하여 처리되었다. 제안 된 방법론, 즉 서로 다른 확산 체제의 특성을하는 데 유용합니다원칙적으로, 용질은 하이드로 겔, 즉 정상 또는 비정상적인 확산 내부에 발생할 수 있습니다. 중합체 제조 및 정제 약물 로딩 된 하이드로 겔의 취득의 NMR 샘플 준비, HR-MAS NMR 분광법으로 MSD의 측정 및 MSD의 시간 의존성을 달성하기 위해, 최종 데이터 프로세싱을 포함한 전체 프로토콜은 여기에보고하고 논의 . 제시된 실험은 패러다임 경우를 나타내는 데이터는 약물 전달을위한 잠재적 인 응용 프로그램의 중합체 호스트 내에서 캡슐화 된 고객의 수송 특성의 특성에 대한 혁신적인 접근의 관점에서 설명합니다.
Introduction
비공유 상호 작용, 잠재적 인 생화학 적 활성을 갖는 작은 분자를 통해 디자인과 포위 할 수있는 고분자 시스템의 제제에 대한 관심이있다. 이러한 물질은 선택적 대상에 유효 성분의 이동에 응용 프로그램을 찾을 수 및 이러한 맥락에서 등의 pH 변화, 온도와 같은 외부 자극의 작용에 출시 될 예정된다, 하이드로 겔은 나노 의학을위한 다양하고 강력한 물질로 밝혀졌다 약 1의 제어 방출의보기이다. 폴리머 하이드로 겔의 형성은 수소 결합의 존재하에 팽창 할 삼차원 네트워크로 이어지는 사슬 II)의 공유 결합 가교 같은 ⅰ) 물리적 비공유 상호 작용에 의해 고분자 쇄를 상호 연결함으로써 달성 될 수있다 수용액 또는 ⅲ) 두 한 방법 2-4의 조합.
세 푼의 특히 다양한 클래스사이클로 덱스트린 nanosponges (CDNS)을 묻는 8 – 유기 및 무기 종의 밀봉 용 nsional, 수 팽윤성 중합체는 테트라 카르 복실 산 (5)의 적합한 활성화 유도체와 축합 통해 천연 β – 사이클로 덱스트린 (β-CD)부터 얻을 수있다. CDNS의 합성, 특성 분석 및 응용 프로그램은 우리 그룹의 통합 연구 테마입니다. (11) 환경 화학 (12) – – (14) 지난 몇 년간의 결과는 CDNS 제약 활성 성분 (9)의 제어 방출에 응용 프로그램과 함께, 부종, 흡수 / 화학 물질의 포함, 작은 약물 분자의 방출의 흥미로운 특성을 보여 나타냅니다.
이 건물을 감안할 때, 두 가지 주요 문제는 고분자 겔과 겔 매트릭스 (15)에 용질 이동의 개선 된 이해 관계를 활성 화합물의 효율적인 로딩을 해결하기 위해 </s>입니다. 문헌 실험 연구와 거대 분자 네트워크 (16, 17)에 작은 분자의 확산 메커니즘에 관한 이론을 모두 제공합니다. 펄스 필드 그라데이션 스핀 – 에코 (PGSE) NMR 분광법 널리 용매 (18)의 작은 분자의 병진 확산 또는 순수한 액체의 자기 확산을 연구하는 데 사용 잘 설립 구조 방법이다. (HR-MAS) NMR 기술 회전 고해상도 매직 앵글의 최근 발전은 균질 현탁액 19 팽윤성 고분자 겔 및 20,21 휴대 분자 고해상도 NMR 데이터를 수집하는 것이 가능해진다. 실제로, HR-MAS NMR 분광법과 PGSE 펄스 시퀀스를 결합 실험 장치는 호스트의 분자 환경에서 용질 분자를 관찰 할 수있는 독특한 기회를 제공합니다. 겔 매트릭스 내에 혼입 된 약물 분자의 수송 특성에 중요한 데이터를 수득 할 수있다. 높은 품질의 실험 데이터 따라서 obtai 될 수 있습니다NED는 나노 호스트 – 게스트 시스템의보다 합리적인 설계를 허용한다.
본 연구에서 우리는 다음의 단계에 대한 상세한 프로토콜 설명 : I) 합성 CDNS의 두 가지 제형의 정제 CDNSEDTA라고도 EDTA 중합체 (도 1)와 가교하고, 다른 CD / 가교제의 몰비 특징 비 : 1 : 4 (CDNSEDTA 1 : 4), 1 : 8 (CDNSEDTA 1 : 8); ⅱ) 모두 CDNSEDTA 1 약물로드 하이드로 겔의 제조 : 4 CDNSEDTA 1 : 8. 이 단계에서는 모델 약물 분자 인기있는 비 스테로이드 성 항 염증 이부프로펜 나트륨 염 (IP)로서 사용; ⅲ) CDNSEDTA 내 IP의 수송 특성의 철저한 조사가 PGSE-HRMAS NMR 분광법을 통해 하이드로 겔. 여기서 우리가 제안하는 방법은 MSD의 시간 의존성 분석 하였다 하이드로 겔 내에 캡슐화 된 약물의 평균 제곱 변위 (MSD)의 측정에 기초한다.
우리 w행렬에서의 약물의 MDS의 시간 의존성에 집중 – – 만 약물의 확산 계수의 결정에 기초하여 상기 통합 방법에 비해 정보의 넓은 스펙트럼을 제공하는 상기 설명 된 방법 그 스트레스 틱. 우리는 최근이 방법은 CDNS 하이드로 겔에 국한 IP 경험 정상 및 비정상적인 확산 정권의 차별을 허용하는 것이 (21)을 보여 주었다.
따라서 우리는 고분자 합성 / 정제, 약물로드 하이드로 겔의 형성, HR-MAS NMR 특성화 및 MDS 데이터의 데이터 처리의 단계별 설명은위한 나노 시스템의 특성에 관심이 과학자를위한 강력한 툴 킷이라고 생각 감금과 작은 분자의 방출.
Protocol
Representative Results
Discussion
우리 CDNSEDTA 하이드로 겔 두 대표적인 제형 안에 캡슐화 작은 약물 분자의 확산 체제를 결정하기위한 실험 방법을 제시한다. HR-MAS NMR PGSE은 (초까지 수 밀리 초 범위)에서 소정의 확산 시간의 작은 분자의 평균 제곱 변위 판정 마이크로 미터 스케일의 후 모니터링 거리를 허용한다. 관찰 범위 (50-170 밀리)의 움직임의 한 형태는 각각의 조사 시스템에 대하여 관찰된다. 긴 관찰 시간에 대해 다른 확산…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors gratefully acknowledge PRIN 2010-2011 NANOMED prot. 2010 FPTBSH and PRIN 2010-2011 PROxy prot. 2010PFLRJR_005 for funding.
Materials
| HR-MAS probe | BRUKER | N/A | Probe for NMR measurements on semi-solid samples |
| NMR Spectrometer | BRUKER | DRX 500 | FT NMR spectrometer for liquid ans semi-solis state |
| β-cyclodextrin (β-CD) | Alfa-Aesar | J63161 | Reagent |
| Ethylenediaminetetracetic (EDTA) dianhydride | Sigma-Aldrich | 332046 | Reagent |
| Dimethylsulfoxide (DMSO) | Alfa-Aesar | D0798 | Solvent |
| Triethylamine | Sigma-Aldrich | 471283 | Base (reagent) |
| Ibuprofen (IP) sadium salt | Sigma-Aldrich | I1892 | Antinflammatory drug |
| Excel 2010 | Microsoft | N/A | speadsheet for data analysis |
| Origin 8 SR0 | OriginLab Co. | speadsheet for data analysis |
Referenzen
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