Formulering van diblok polymere nanodeeltjes door middel van Nanoprecipitation Techniek
Summary
Dit artikel beschrijft een methode om nanoprecipitation op basis van polymeren nanodeeltjes door middel van diblok co-polymeren te synthetiseren. Bespreken we de synthese van diblok co-polymeren, de nanoprecipitation techniek en mogelijke toepassingen.
Abstract
Nanotechnologie is een relatief nieuwe tak van wetenschap die inhoudt dat het benutten van de unieke eigenschappen van deeltjes die nanometer schaal (nanodeeltjes). Nanodeeltjes kunnen worden gemanipuleerd in een precieze manier waar hun omvang, samenstelling en oppervlakte chemie nauwkeurig kan worden gecontroleerd. Dit maakt ongekende vrijheid om een aantal van de fundamentele eigenschappen van hun lading, zoals oplosbaarheid, diffusie, biologische verdeling, release kenmerken en immunogeniciteit te wijzigen. Sinds hun oprichting, zijn nanodeeltjes zijn gebruikt in vele gebieden van wetenschap en geneeskunde, met inbegrip van drug delivery, imaging, en celbiologie 1-4. Er is echter nog niet volledig benut buiten "nanotechnologie laboratoria" te wijten aan de waargenomen technische barrière. In dit artikel beschrijven we een eenvoudige methode om een polymeer op basis van nanodeeltje platform dat een breed scala van mogelijke toepassingen is te synthetiseren.
De eerste stap is het synthetiseren van een diblok co-polymeer die zowel een hydrofoob domein en hydrofiele domein heeft. Met behulp van PLGA en PEG als model polymeren, beschreven we een conjugatie reactie met behulp van EDC / NHS chemie 5 (figuur 1). We bespreken ook het polymeer zuiveringsproces. De gesynthetiseerde diblok co-polymeer kan zichzelf assembleren tot nanodeeltjes in het nanoprecipitation proces door hydrofobe-hydrofiele interacties.
De beschreven polymeer nanodeeltje is zeer veelzijdig. De hydrofobe kern van de nanodeeltjes kunnen worden gebruikt om slecht oplosbare geneesmiddelen te voeren voor drug delivery experiments6. Bovendien, de nanodeeltjes kan het probleem van de giftige oplosmiddelen te overwinnen voor slecht oplosbare moleculaire biologie reagentia, zoals wortmannin, die een oplosmiddel zoals DMSO vereist. Kan echter DMSO giftig zijn voor cellen en interfereren met het experiment. Deze slecht oplosbare geneesmiddelen en reagentia kan effectief worden geleverd met behulp van polymere nanodeeltjes met een minimale toxiciteit. Polymeer nanodeeltjes kunnen ook worden geladen met fluorescerende kleurstof en gebruikt voor intracellulaire mensenhandel studies. Ten slotte kunnen deze polymeren nanodeeltjes worden geconjugeerd aan richten liganden door bovengrondse PEG. Dergelijke gerichte nanodeeltjes kunnen worden gebruikt om specifieke epitopen op of in cellen 70-10 label.
Protocol
Discussion
De nanoprecipitation methode met diblok co-polymeren is een eenvoudige, snelle methode om polymeren nanodeeltjes ingenieur. De resulterende nanodeeltjes bestaan uit een hydrofobe kern die kan worden gebruikt voor de levering van slecht oplosbare verbindingen. Het oppervlak hydrofiele laag kan een uitstekende oplosbaarheid in water terwijl een groep voor de mogelijke verdere conjugatie tot een gericht ligand.
Er zijn veel nanodeeltjes platforms, waaronder liposomen, polymere nanodeeltje…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd gefinancierd door de Golfers Against Cancer, Carolina Center for Nanotechnology Excellence Pilot te verlenen, Universiteit Cancer Research Fund en het National Health Institute K-12 Career Development Award.
Materials
| Reagent | Company | Catalogue Number | Comments |
| EDC | Thermo Scientific | 22980 | Conjugation Reagent |
| NHS | Thermo Scientific | 24500 | Conjugation Reagent |
| amine-PEG-carboxylate | Laysan Bio Inc. | Nh2-PEG-CM-5000 | Polymer (Can use any PEG MW, 5000 is listed here) |
| PLGA-carbxylate | Lactel | B6013-2 | Polymer |
| Dichloromethane (DCM) | Sigma-Aldrich | 34856 | Solvent |
| Acetonitrile >99% purity | Sigma-Aldrich | 34851 | Solvent |
| Methanol >99% purity | Sigma-Aldrich | 34860 | Wash |
Riferimenti
- Drotleffa, S., Lungwitz, U., Breuniga, M., Dennis, A., Blunk, T., Tessmarc, J., Goëpferich, A. Biomimetic polymers in pharmaceutical and biomedical sciences. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 58, 385-407 (2004).
- Bulte, J. W. M. . Nanoparticles in Biomedical Imaging. 3, (2008).
- Omid, C., Farokhzad, R. L. Impact of Nanotechnology on Drug Delivery. ACS NANO. 3, 16-20 (2009).
- Li, Y. -. P., Pei, Y. -. Y., Xian-Ying, Z., Zhou-Hui, G., Zhao-Hui, Z., Wei-Fang, Y., Jian-Jun, Z., Jian-Hua, Z., Xiu-Jian, G. PEGylated PLGA nanoparticles as protein carriers: synthesis, preparation and biodistribution in rats. Journal of Controlled Release. 71, 203-211 (2011).
- Hermanson, G. T. . Bioconjugate techniques. , (2008).
- Jeong, B., Bae, Y. H., Lee, D. S., Kim, S. W. Biodegradable block copolymers as injectable drug-delivery systems. Nature. 388, 860-862 (1997).
- Yoo, H. S., Park, T. G. Folate receptor targeted biodegradable polymeric doxorubicin micelles. Journal of Controlled Release. 96, 273-283 (2004).
- Cheng, J., Teply, B. A., Sherifi, I., Sung, J., Luther, G., Gu, F. X., Levy-Nissenbaum, E., Radovic-Moreno, A. F., Langer, R., Farokhzad, O. C. Formulation of Functionalized PLGA-PEG Nanoparticles for In Vivo Targeted Drug Delivery. Biomaterials. 28, 869-876 (2007).
- Gu, F., Zhang, L. F., Teply, B. A., Mann, N., Wang, A., Radovic-Moreno, A. F., Langer, R., Farokhzad, O. C. Precise engineering of targeted nanoparticles by using self-assembled biointegrated block copolymers. Proceedings of the National Academy of Science. 105, 2586-2591 (2008).
- Sanna, V., Pintus, G., Roggio, A. M., Punzoni, A., Posadino, A. M., Arca, A., Marceddu, S., Bandiera, P., Uzzau, S., Sechi, M. Targeted Biocompatible Nanoparticles for the Delivery of (-)-Epigallocatechin 3-Gallate to Prostate Cancer Cells. J. Med. Chem. 54, 1321-1332 (2011).
- Abdelwahed, W., Degobert, G., Stainmesse, S., Fessi, H. Freeze-drying of nanoparticles: Formulation, process and storage considerations. Advanced Drug Delivery Reviews. 58, 1688-1713 (2006).
- Holzer, M., Vogel, V., Mäntele, W., Schwartz, D., Haase, W., Langer, K. Physico-chemical characterisation of PLGA nanoparticles after freeze-drying and storage. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 72, 428-437 (2009).
- Lee, M. K., Kim, M. Y., Kim, S., Lee, J. Cryoprotectants for Freeze Drying of Drug Nano-Suspensions: Effect of Freezing Rate. Journal of Pharmaceutical Sciences. 98, 4808-4817 (2009).
- Wang, A. Z. Biofunctionalized targeted nanoparticles for therapeutic applications. Expert opinion on biological therapy. 8, 1063-1070 (2008).
- Jeong, B., Bae, Y. H., Kim, S. W. Drug release from biodegradable injectable thermosensitive hydrogel of PEG-PLGA-PEG triblock copolymers. J. Control Release. 63, 155-163 (2000).
- Gref, R. Biodegradable long-circulating polymeric nanospheres. Science. 263, 1600-1603 (1994).
