Nanosponge accordabilité en taille et en densité de réticulation

L'objectif général de cette technique de synthèse de nanosponges est de comprendre et d'utiliser des paramètres de synthèse importants pour concevoir et contrôler la taille et la morphologie. Cette méthode vous permettra de produire des nanoparticules aux dimensions précises et à des densités de réticulation contrôlées, destinées à des applications de délivrance de médicaments. Le principal avantage de cette technique est qu'elle peut être adaptée à différentes densités de réticulation de ces particules, ainsi qu'à différentes tailles de ces dernières, ce qui constitue un facteur très important dans de nombreuses applications où ces particules seront utilisées.

Bien que cette méthode puisse fournir des informations sur la conception de nanoparticules en utilisant des paramètres de synthèse de laine sur mesure, elle peut également être appliquée à d'autres réseaux polymères tels que les hydrogels et les microparticules. Éliminer l'humidité d'un ballon à fond rond de 25 millilitres équipé d'un barreau aimanté, comme décrit dans le protocole textuel. Une fois refroidi, retirer rapidement le septum du ballon à fond rond et ajouter 2,5 milligrammes de triflate d'étain au fond du flacon, à l'aide d'une spatule.

Remplacer le septum. Ajouter successivement 72,6 µL de 3-méthyl-1-butanol à l’aide d’une microsyringe de 100 µL et 1,33 mL de DCM anhydre à l’aide d’une seringue de 2 mL. Agiter la suspension sur un agitateur magnétique pendant 10 minutes.

Ensuite, ajoutez successivement 0,48 millilitre d'AVL et 1,37 millilitre de VL. Laissez la réaction sous agitation pendant 18 à 20 heures. Arrêtez la réaction en ajoutant environ cinq millilitres de méthanol, puis ajoutez 100 milligrammes de piège à kin solide au flacon et agitez pendant deux heures. Filtrez la suspension par filtration gravitationnelle pour éliminer le solide, puis rincez le flacon avec du dichlorométhane et versez ce rinçage sur le filtre.

Éliminer le solvant sous évaporation rotative, en utilisant un aspirateur à eau comme source de vide, tout en chauffant à 30 degrés Celsius jusqu'à ce que la solution devienne visqueuse. Précipiter le soluté goutte à goutte dans 500 millilitres de méthanol froid pour obtenir des flocons de solide blanc. Ensuite, filtrer la solution par filtration sous vide dans un entonnoir contenant un disque en verre fritté muni d'un papier filtre afin de recueillir le solide.

Transférez le produit solide dans un flacon préalablement pesé à l’aide d’une spatule et séchez-le toute la nuit en utilisant une pression de vide élevé de 05 Torr afin d’obtenir un solide blanc en flocons. Ajoutez 500 milligrammes du copolymère VLAVL dans un flacon à six voies muni d’un barreau aimanté. Ensuite, ajoutez 6,15 millilitres de DCM anhydre dans le flacon et vortexez pour solubiliser le polymère.

Ensuite, ajoutez 74,53 milligrammes de mCPBA dans un deuxième flacon à six courants. Ajoutez 6,15 millilitres de DCM anhydre et vortexez jusqu'à ce que le mCPBA soit complètement solubilisé. Ensuite, transférez la solution de mCPBA dans la solution VLAVL.

Fermer la réaction et couvrir avec un film en plastique paraffiné, puis laisser agiter pendant 48 heures. Transférer le mélange réactionnel dans une ampoule à décanter de 50 millilitres et ajouter 15 millilitres de bicarbonate de sodium saturé. Boucher l’ampoule à décanter et agiter doucement en la basculant pour homogénéiser.

Recueillir la phase organique contenant le produit et la transférer dans un ballon Erlenmeyer de 15 millilitres muni d'un barreau aimanté de taille appropriée. Ajouter cinq millilitres de DCM à la phase aqueuse encore dans l'ampoule à décanter, boucher puis agiter doucement. Recueillir les phases organiques et les transférer dans le flacon contenant le produit.

Après avoir éliminé le déchet aqueux, transférez la phase organique dans un entonnoir séparateur. Ensuite, ajoutez du sulfate de magnésium au flacon contenant le produit sous agitation sur une plaque chauffante munie d’un barreau aimanté afin d’éliminer toute trace d’eau résiduelle ; continuez à ajouter de petites quantités de sulfate de magnésium jusqu’à ce qu’il ne forme plus d’agglomérats lorsqu’il est ajouté. Utilisez un entonnoir en verre muni d’un papier filtre pour éliminer le sulfate de magnésium solide lors du transfert du mélange dans un ballon rond de 50 millilitres.

Transférez le contenu du ballon à fond rond dans un flacon produit préalablement pesé. Éliminez le solvant par évaporation sous vide rotatif en utilisant un aspirateur à eau comme source de vide et en chauffant à 25 degrés Celsius. Placez le flacon sous vide poussé à 05 Torr pendant toute une nuit pour obtenir un solide blanc cireux.

Dissoudre 200 milligrammes du polymère VLAVL EVL dans 20,01 millilitres de DCM anhydre, pour une concentration en apoxide de 0,054 molaire. Transférer la solution obtenue dans un ballon à fond rond de 100 millilitres, muni d'un col de 14/20. Placer le ballon réactionnel dans un bain d'huile à 50 degrés Celsius.

Agiter la solution à l’aide d’un vortex rapide et ajouter 21,45 microlitres d’EDEA goutte à goutte à l’aide d’une microsyringe. Adapter l’embout du ballon avec un réfrigérant à double enveloppe parcouru par de l’eau froide, muni d’un adaptateur d’embout 1420, puis faire refluxer la solution pendant 12 heures. Ensuite, éliminer le solvant en excès du ballon réactionnel par évaporation sous vide rotatif à 25 degrés Celsius jusqu’à obtention d’une solution visqueuse.

Transférez le produit dans un tube de dialyse ayant une limite de poids moléculaire de 10 k, dont une extrémité est repliée et fermée avec une pince de dialyse. Rincez le flacon avec un excès de DCM et transférez-le dans le tube. Repliez l'extrémité supérieure du tube et fermez-la avec une pince de dialyse munie d'un fil pour suspension.

Ensuite, suspendez le tube de dialyse sur le bord d’un bécher de deux litres contenant une grande barre magnétique et remplissez le bécher de DCM jusqu’à ce que le tube de dialyse soit complètement immergé. Agitez doucement la solution de dialyse à l’aide d’un agitateur magnétique et couvrez le bécher avec du papier d’aluminium afin d’éviter l’évaporation du solvant. Éliminez le solvant en le versant dans un contenant pour déchets et remplacez-le par du DCM frais trois fois par jour, pendant 48 heures, pour éliminer le polymère et l’agent réticulant non réagis.

Après dialyse, retirez tout le solvant du bécher et transférez le contenu du tube de dialyse dans une seringue de 10 millilitres équipée d'un filtre à seringue en PTFE de 0,45 micron. Poussez la solution à travers le filtre directement dans un flacon produit préalablement pesé afin d'éliminer toute impureté résiduelle. Éliminez le solvant par évaporation rotative à 25 degrés Celsius, puis placez le flacon produit sous vide poussé à 05 Torr toute la nuit pour obtenir un solide cireux de couleur jaune pâle.

Placer 0,5 milligramme de nanosponges dans un tube de centrifugation de 1,5 millilitre. Ajouter un millilitre d'eau filtrée de culture cellulaire. Utiliser un sonicateur à sonde pour soniquer la solution par impulsions de deux secondes, quatre à cinq fois à température ambiante, jusqu'à ce que les particules forment une suspension fine.

Ensuite, ajoutez 30 milligrammes de PTA à un millilitre d'eau de culture cellulaire filtrée dans un tube de centrifugeuse de 1,5 millilitre. Agitez vigoureusement au vortex au réglage maximal pendant 10 secondes ou jusqu'à ce que le PTA soit complètement solubilisé afin d'obtenir une solution de PTA à 3 %. Utilisez une seringue d'un millilitre équipée d'une aiguille de 22 gauge pour prélever 0,5 millilitre de la solution de PTA à 3 %, ajoutez quatre gouttes de cette solution aux particules et agitez vigoureusement au vortex au réglage maximal pendant 10 secondes.

Ensuite, utilisez une paire de pincettes auto-fermantes pour saisir une grille TEM et plongez-la rapidement trois fois dans la solution de particules. Laissez sécher la grille pendant cinq heures, à l’abri sous une couverture afin de réduire l’accumulation de poussière sur la grille. Enfin, effectuez l’imagerie en microscopie électronique en transmission (TEM) de l’échantillon, en utilisant un contraste élevé et un objectif de 40 microns.

Cette figure représente la méthode de synthèse des nanosponges utilisant un copolymère polyester linéaire contenant des groupes fonctionnels latéraux réagissant avec un agent de réticulation diamine pour former des nanoparticules distinctes en solution. L'imagerie en microscopie électronique en transmission (TEM) est utilisée pour caractériser les dimensions précises de chaque lot de nanosponges ; cette image montre des nanosponges de 79 nanomètres avec un écart type de 12 nanomètres. Les tailles des nanosponges ont été analysées en fonction de la masse molaire du précurseur polymère et de la quantité de fonctionnalité latérale, afin d'évaluer la relation entre ces deux facteurs.

Une tendance à l'augmentation de la taille des nanosponges est corrélée à une augmentation de la masse moléculaire du polymère, indépendamment de la fonctionnalité latérale. La taille des nanosponges a également été analysée en fonction de la quantité de fonctionnalité latérale et de la quantité de réticulateur diamine ajoutée à la réaction. L'augmentation du nombre équivalent de fonctionnalités latérales et de réticulateur entraîne une augmentation de la taille des nanosponges.

Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez bien comprendre comment utiliser ces paramètres synthétiques pour concevoir ces nanoparticules afin de contrôler leur taille et leur morphologie exactement comme vous le souhaitez. Nous pouvons ajuster la synthèse de ces nanosponges à l’aide de ces paramètres importants : le poids moléculaire du polymère, la concentration d’apoxite et la quantité de réticulateur. Depuis la mise au point de cette synthèse de nanoparticules, cette technique s’est révélée essentielle pour notre laboratoire de recherche afin d’explorer la délivrance de petits composés hydrophobes.

Lors de la réalisation de cette procédure, il est très important d'être précis dans les mesures, car la stœchiométrie et la concentration sont cruciales pour le produit final. Après avoir suivi cette procédure, d'autres méthodes de synthèse de réseaux polymères peuvent être réalisées afin de répondre à des questions liées à la conception de plateformes de délivrance de médicaments.