Informamos sobre una aplicación inteligente de nanotubos de carbono para la estabilización cinética de partículas lipídicas que contienen nanoestructuras autoensambladas en sus núcleos. La preparación de partículas lipídicas requiere concentraciones bastante bajas de nanotubos de carbono, lo que permite su uso en aplicaciones biomédicas, como la administración de fármacos.
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Artículo de método
Preparación fácil del ensamblado autónomos Internamente Lípidos Las partículas estabilizadas por nanotubos de carbono
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Resumen
Resumen
Se presenta un método fácil para preparar partículas lipídicas nanoestructurados estabilizados por nanotubos de carbono (CNT). De una sola pared (prístina) y de paredes múltiples (funcionalizados) CNTs se utilizan como estabilizadores para producir emulsiones (O / W) de tipo Pickering aceite-en-agua. Los lípidos a saber, Dimodan U y fitantriol se utilizan como emulsionantes, que en el exceso de agua se autoensamblan en la fase Pn3m cúbica bicontinua. Esta fase altamente viscoso se fragmenta en partículas más pequeñas utilizando una sonda de ultrasonidos en presencia de estabilizadores de agentes tensioactivos convencionales o nanotubos de carbono como se hizo aquí. Inicialmente, los nanotubos de carbono (forma de polvo) se dispersan en agua seguido de nuevo de ultrasonidos con el lípido fundido para formar la emulsión final. Durante este proceso los NTC quedan recubiertas con moléculas de lípidos, que a su vez se presume para rodear las gotitas de lípidos para formar una emulsión de partículas que es estable durante meses. El tamaño medio de las partículas lipídicas estabilizadas nanoestructurados-CNT está en el submicrónico range, lo que se compara bien con las partículas estabilizadas usando agentes tensioactivos convencionales. Pequeño datos de ángulo de dispersión de rayos X confirma la retención de la fase cúbica Pn3m original en las dispersiones de lípidos estabilizadas-CNT en comparación con la fase lipídica pura (estado a granel). desplazamiento al azul y el descenso de las intensidades en G característica y bandas de CNTs observados en la espectroscopia Raman G 'caracterizar la interacción entre la superficie y de lípidos moléculas CNT. Estos resultados sugieren que las interacciones entre los nanotubos de carbono y los lípidos son responsables de su estabilización mutua en soluciones acuosas. Como las concentraciones de nanotubos de carbono empleados para la estabilización son muy bajos y las moléculas de lípidos son capaces de funcionalizar los NTC, se espera que la toxicidad de los CNT a ser insignificante, mientras que su biocompatibilidad es mucho mayor. Por lo tanto el presente enfoque encuentra un gran potencial en diversas aplicaciones biomédicas, por ejemplo, para el desarrollo de sistemas de nanotransportador híbridos para la entrega de multiple moléculas funcionales como en la terapia de combinación o politerapia.
Introducción
Durante las últimas décadas, la nanotecnología se ha convertido en una herramienta poderosa en especial en el campo de desarrollo preclínico de medicamentos para combatir enfermedades como el cáncer notorios 1. En este contexto, las estructuras a nanoescala con un tamaño de <1000 nm son ampliamente explorada como vehículo de administración de diversas biomoléculas activas tales como fármacos, proteínas, ácidos nucleicos, genes y agentes de diagnóstico por imagen 1-4. Estas biomoléculas se encapsulan ya sea dentro de las nanopartículas o conjugarse en la superficie de las nanopartículas y se liberan en el sitio de acción de los factores desencade....
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Protocolo
Precaución: los nanotubos de carbono utilizados en este trabajo se presentan en forma de nanopartículas que puede tener riesgos adicionales en comparación con sus homólogos a granel. La inhalación de grafito, tanto naturales como sintéticos, puede causar neumoconiosis 62 similar a la neumoconiosis de los mineros del carbón. Por otra parte, ha habido preocupaciones relacionadas con la toxicidad de nanoestructuras de carbono basadas y algunos de los estudios anteriores sugieren toxicidad aguda y crónica asociada con la inhalación de CNTs 63-68. Por lo tanto, evitar la inhalación del polvo fino CNT y manejarlo con mucho cuidado. Si es inhalado, trasladar al aire libre.....
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Resultados
Los siguientes resultados representan a) la estabilidad de las dispersiones, b) la distribución de tamaños de partículas lipídicas, c) el tipo de auto-ensamblaje y d) Las pruebas para el revestimiento de lípidos de la CNT. La estabilidad de las dispersiones (Figura 2) se controló utilizando una cámara de 5 MP con enfoque automático y flash LED.
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Discusión
La estabilización de las partículas lipídicas
Tres CNTs diferentes se utilizan para estabilizar las dispersiones de lípidos; dos de los cuales son de múltiples paredes y funcionalizado usando -OH y grupos -COOH, y uno es único con funcionalidad no amurallado y (virgen). La CNT variar en tamaño como sigue (diámetro x longitud): MWCNT-COOH: 9,5 nm x 1,5 m; MWCNT-OH: 8-15 nm x 50 micras; SWCNT: 1-2 nm x 1-3 micras. Los nanotubos de carbono en polvo se dispersaron en agua por la sonda ultra-sonicació.......
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Divulgaciones
No tenemos nada que revelar.
Agradecimientos
Nos gustaría agradecer al Dr. Matthew J. Baker, ahora en la Universidad de Strathclyde, Glasgow por el apoyo con los experimentos Raman y el Sr. Nick Gaunt por su trabajo previo de este proyecto.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Tienda Dimodan U | Danisco | 15312 | en 4 °C. No peligroso. Irritante para los ojos y la piel. |
| Fitantriol (> 95%, GC) | TCI Europe N.V. | Tienda P1674 | en 4 °C. No peligroso. Irritante para los ojos y la piel. |
| Nanotubos de carbono de pared simple (90%) | Nanoestructurados & Materiales amorfos, Inc. | 1246YJS | Almacenar a temperatura ambiente. Lejos de la luz directa. Irritante para los ojos, la piel y el sistema respiratorio. |
| Nanotubos de carbono funcionalizados con ácido carboxílico de pared múltiple (> 80% Base de Caron, > Ácido carboxílico al 8% funcionalizado) | Sigma-Aldrich Co. LLC | 755125 | Almacenar a temperatura ambiente. Lejos de la luz directa. Causa irritación ocular grave. Puede causar irritación respiratoria. |
| Nanotubos de carbono hidroxifuncionalizados de pared múltiple grafitizados (99.9%) | Nanoestructurados & Materiales Amorfos, Inc. (NanoAmor) | 1224YJF | Almacenar a temperatura ambiente. Lejos de la luz directa. Irritante para los ojos, la piel y el sistema respiratorio. |
| Pluronic F127 | Sigma-Aldrich Co. LLC | P2443 | Biorreactivo, apto para cultivo celular. No es una sustancia o mezcla peligrosa. Almacene a temperatura ambiente. |
| Acetona (99.5%) | Fisher Scientific | 10134100 | Líquido altamente inflamable. Causa irritación ocular grave. Puede causar somnolencia o mareos. |
| Frascos con tapas sueltas y envolventes (375 vaso | precipitadosVWR International Ltd | 216-3308 | |
| 1.000 ml | Fisher Scientific | 12942161 | de alta resistencia, de forma baja, con pico y graduaciones |
| Pipeta de vidrio Pasteur (150 mm de longitud) con bulbo de látex | Fisher Scientific | ||
| Tubo de microcentrífuga cónico snap cap 1.5 ml | Fisher Scientific | ||
| Espátula | Fisher Scientific | ||
| Agitador magnético de calentamiento | Fisher Scientific | ||
| Barras agitadoras magnéticas (cilíndricas, PTFE opaco, 30 mm x 7 pulgadas; mm (l x diámetro))Fisher | Scientific | Aguja 10011792 | |
| (0,9 mm x 40 mm) mm longitud de la cánula) | Terumo UK Ltd | MN-2038MQ | |
| Juego de soporte de retorta - Con soporte, abrazadera, base, varilla, goma 3 mordazas y cabeza de jefe | Camlab Ltd, Reino Unido | 1177157 | |
| Millipore equipo de agua | Barnstead Nanopure, Thermoscientific, EE. UU. | ||
| Microcentrífuga digital Progen Genfuge 24D | Progen Scientific | C-2400 | |
| Sonda ultrasónica, con 13 mm | SONIDOS, Vibracell, Cámara de 5 MP de EE. UU | ||
| con enfoque automático y flash LED | Samsung | ||
| Espectrómetro Raman | Horiba Jobin-Yvon LabRAM HR800 Espectrómetro | ||
| Mastersizer 3000 | Malvern Instruments Ltd, Malvern, Reino Unido | ||
| Dispersión de rayos X de ángulo pequeño (SAXS) | Cámara SAXSpace (Anton Paar, Graz, Austria), equipo generador de rayos X (ISO-DEBYEFLEX3003, GE Inspection Technologies GmbH), circuito cerrado de agua (Chilly 35, HYFRA, Alemania). |
Referencias
- Peer, D., et al. Nanocarriers as an emerging platform for cancer therapy. Nature Nanotech. 2, 751-760 (2007).
- White, R. R., Sullenger, B. A., Rusconi, C. P. Developing aptamers into therapeutics. J. Clin. Invest. 106, 929-934 (2000).
- Itaka, K., Chung, U. I., Kataoka, K. ....
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Reimpresiones y permisos
