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Article de méthode

Nanosponge accordabilité en taille et en densité de réticulation

7.5K vues

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DOI :

10.3791/56073

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4 août 2017

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Dans cet article

Résumé

Cet article décrit un processus pour le réglage de la densité de taille et de la réticulation de façon covalente réticulé nanoparticules de polyesters linéaires comportant une fonction pendentif. En adaptant les paramètres de synthèse (poids moléculaire de polymères, incorporation de fonctionnalités pendentif et RETICULATION équivalents), une densité de taille et réticulation de nanoparticules souhaitées peut être obtenue pour demandes de livraison de drogue.

Résumé

Les auteurs décrivent un protocole pour la synthèse de polyesters linéaires contenant pendentif époxyde fonctionnalité et leur incorporation dans un nanosponge avec dimensions contrôlées. Cette démarche commence par la synthèse d’une lactone fonctionnalisée qui est la clé de la fonctionnalisation de pendentif du polymère qui en résulte. Valérolactone (VL) et allyl-valérolactone (AVL) sont retrouvées ensuite à l’aide de polymérisation par ouverture. Après polymérisation modification est utilisée pour installer un groupement époxyde sur certains ou tous les groupes d’allyle. Chimie de l’époxy-amine est employé aux nanoparticules de forme dans une solution diluée de polymère et de petites molécules diamine RETICULATION basé sur la densité de réticulation et de taille nanosponge désiré. Nanosponge tailles peuvent être caractérisées par transmission d’images de microscopie électronique (met) pour déterminer la dimension et la distribution. Cette méthode fournit une voie par laquelle polyesters hautement accordables peuvent créer des nanoparticules accordables, qui peuvent être utilisés pour l’encapsulation de drogue de petite molécule. En raison de la nature de la colonne vertébrale, ces particules sont hydrolytique et enzymatiquement dégradables pour une libération contrôlée d’un large éventail de molécules petites hydrophobes.

Introduction

Tuning avec précision la taille et réticulation de la densité de nanoparticules issus d’intermoléculaire réticulation est d’une grande importance pour influencer et orienter le profil de libération de médicaments de ces nanosystèmes1. Conception nanosponge accordabilité, c'est-à-direpréparer des particules de densité de réseau différent, est dépendante de la fonctionnalité de pendentif du polymère précurseur et les équivalents de la RETICULATION hydrophile constituée. Dans cette approche, la concentration du précurseur et RETICULATION dans le solvant est importante pour la forme de nanoparticules d’une taille discrète plutôt qu’un gel ....

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Protocole

1. Synthèse et caractérisation de la LAV

  1. Placez une barre d’agitation magnétique à l’intérieur d’une fiole à fond rond de 500 ml à 2 cols (fiole 1) et scellez-la à l’aide d’un septum en caoutchouc de taille appropriée et d’un fil d’acier. Séchez le flacon à la flamme pour éliminer l’humidité en le purgeant avec de l’azote gazeux relié par une aiguille d’entrée et une aiguille de sortie ouverte dans le septum, tout en utilisant un chalumeau à flamme au butane pour chauffer doucement l’extérieur du ballon en déplaçant la flamme le long de la surface.
    1. Continuez à chauffer tout le ballon en faisant couler la flamme sur la surface j....

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Résultats

Pour évaluer la relation entre les paramètres de synthèse de la nanosponge et sa taille qui en résulte, la fonctionnalité de concentration et pendentif de chaque précurseur de polymère est importante. Dans la Figure 1, un système de successfulsynthetic de nanosponges est effectué dans des conditions de reflux après avoir incorporé les deux précurseurs polymères et diamine RETICULATION dans DCM pendant 12 h. La concentration d’époxydes dans la solution est éga.......

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Discussion

L’obtention reproductible nanosponge tailles est vital dans les demandes de livraison de drogue. Plusieurs paramètres dans la synthèse de la polymérisation et nanosponge affectent la taille et crosslink de la densité de la particule qui en résulte. Trois paramètres importants ont été identifiés dans notre analyse : poids moléculaire de polymères, la fonctionnalité pendentif époxyde et RETICULATION équivalents. Afin de produire un éventail de poids moléculaires et fonctionnalités époxyde pour la synthèse de nanosponge, la.......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Remerciements

LK est reconnaissante pour le financement de la National Science Foundation Research Fellowship programme d’études supérieures (DGE-1445197) et le département de chimie de l’Université Vanderbilt. LK et EH tiens à remercier le financement de l’instrument Osiris TEM (NSF EPS 1004083).

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
2,2'-(Ethylènedioxy)bis(éthylamine)Sigma-Aldrich385506-100ML
3-méthyl-1-butanolSigma-Aldrich309435-100MLanhydre, &ge ; 99 %
AcétoneSigma-Aldrich179124-4L
Bromure d’allyleSigma-AldrichA29585-5G&ge ; 99 %
Chlorure d’ammoniumFisher ScientificA661-500solution saturée dans de l’eau DI
Eau de culture cellulaireSigma-AldrichW3500-500MLFiltré à travers 0,45 &mu ; m filtre seringue
Dichlorométhane (DCM)Sigma-Aldrich270997-100MLanhydre, &ge ; 99 %, contient 40 - 150 ppm d’amylène comme stabilisant
Acétate d’éthyleFisher ScientificE145SK-4
EZFlow 0.2 &mu ; m Filtre pour seringueFoxx Life Sciences386-2116-OEMPTFE hydrophile, 13 mm
EZFlow 0.45 &mu ; m Filtre à seringueFoxx Life Sciences386-3126-OEMPTFE hydrophile, 25 mm
Fisherbrand Tubes à essai jetables en verre borosilicaté avec extrémité lisseFisher Scientific14-961-31
Fisherbrand Tubes à centrifugerFisher Scientific14-666-3181,5 mL
Hamilton Microliter Seringue, 100 &mu ; LHamilton Company80600Modèle 710 N SYR, NDL cimenté, 22s ga, 2 in, point style 2
HexamethylphosphoramideSigma-AldrichH11602-100G&ge ; 99 %, contient &le ; 1 000 ppm d’oxyde de propylène comme stabilisant
HexanesFisher ScientificH292-4
Sulfate de magnésium anhydreFisher ScientificM65-500
Méta-chloroperoxybenzoïqueSigma-Aldrich273031-100GPurifié à &ge ; 99 % par lavage tampon
Méthanol (MeOH)Sigma-Aldrich322415-100MLanhydre, &ge ; Solution de
N-butyllithiumSigma-Aldrich230707-100ML2,5 M dans les hexanes
N,N-diisopropyléthylamineSigma-Aldrich550043-500ML&ge ; 99 %
Parafilm MSigma-AldrichP7793-1EA
PELCO Pro Reverse (Auto-Closer) Pince à épilerTed Pella, Inc.5375-NM
Acide phosphotungstique hydratéAlfa Aesar40116
Q55 SonicateurQsonicaQ55-11055 Watts, 20 kHz
SiliaMetS CysteineSilicycleR80530B-10g
SnakeSkin Clips de dialyseThermo Scientific68011
SnakeSkin Tube de dialyse, 10K MWCOThermo Scientific68100
Bicarbonate de sodiumFisher Scientific5233-500solution saturée dans l’eau DI
Réseau TEMTed Pella, Inc.01822-FCarbone ultrafin Type-A, 400 mesh, cuivre, taille approximative du trou de la grille : 42 & micro ; m
Tétrahydrofurane (THF)Sigma-Aldrich401757-1LAnhydre, &ge ; 99,9 %, sans inhibiteur
Tin(II) trifluorométhanesulfonateSigma-Aldrich388122-1G
Vortex-Genie 2Scientific IndustriesSI-0236
Papier filtre Whatman, grade 1Fisher Scientific09-805HCercles, 185 mm
&delta ;-valerolactoneSigma-Aldrich389579-100MLPurifié par distillation sous vide
à 99 %

Références

  1. van der Ende, A. E., Sathiyakumar, V., Diaz, R., Hallahan, D. E., Harth, E. Linear release nanoparticle devices for advanced targeted cancer therapies with increased efficacy. Polym Chem. 1 (1), 93(2010).
  2. Sharma, S., Parmar, A., Kori, S., Sandhir, R. PLGA-based nanoparticles: A new paradigm in biomedical applications. Trends Anal Chem. 80, 30-40 (2016).
  3. Cao, L. B., Zeng, S., Zhao, W.

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Réimpressions et autorisations

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