Formulazione di nanoparticelle polimeriche diblock attraverso Tecnica Nanoprecipitation
Summary
Questo articolo descrive un metodo per sintetizzare nanoprecipitation polimero a base di nanoparticelle utilizzando diblock co-polimeri. Discuteremo la sintesi di copolimeri diblock, la tecnica nanoprecipitation e potenziali applicazioni.
Abstract
La nanotecnologia è una branca relativamente nuova della scienza che coinvolge sfruttando le proprietà uniche di particelle che sono nanometri di scala (nanoparticelle). Le nanoparticelle possono essere progettate in modo preciso in cui la loro chimica dimensione, composizione e superficie può essere attentamente controllato. Ciò permette una libertà senza precedenti di modificare alcune delle proprietà fondamentali del loro carico, come ad esempio la solubilità, diffusività, distribuzione biologica, caratteristiche di rilascio e l'immunogenicità. Fin dalla loro creazione, le nanoparticelle sono stati utilizzati in molti settori della scienza e della medicina, tra cui la somministrazione di farmaci, l'imaging, e la biologia delle cellule 1-4. Tuttavia, non è stato utilizzato completamente al di fuori dei "laboratori di nanotecnologia" a causa della percezione ostacolo tecnico. In questo articolo, si descrive un metodo semplice per sintetizzare una piattaforma basata nanoparticella polimerica che ha una vasta gamma di applicazioni potenziali.
Il primo passo è quello di sintetizzare un diblock co-polimero che ha sia un dominio idrofobico e il dominio idrofilo. Utilizzando PLGA e PEG come polimeri modello, abbiamo descritto una reazione di coniugazione con EDC / NHS chimica 5 (Fig. 1). Discutiamo anche il processo di purificazione del polimero. Il diblock sintetizzato co-polimero può auto-assemblano in nanoparticelle nel processo nanoprecipitation attraverso interazioni idrofobiche-idrofilo.
La nanoparticella polimerica descritto è molto versatile. Il nucleo idrofobico della nanoparticella può essere utilizzato per trasportare farmaci a bassa solubilità per la somministrazione di farmaci experiments6. Inoltre, le nanoparticelle possono superare il problema di solventi tossici per scarsamente solubili reagenti di biologia molecolare, come wortmannina, che richiede un solvente come il DMSO. Tuttavia, DMSO può essere tossico per le cellule e di interferire con l'esperimento. Questi farmaci scarsamente solubili e reagenti possono essere efficacemente forniti utilizzando nanoparticelle polimeriche con tossicità minima. Nanoparticelle polimeriche può essere caricato anche con colorante fluorescente e utilizzati per gli studi di traffico intracellulare. Infine, queste nanoparticelle polimeriche può essere coniugato con targeting ligandi attraverso PEG superficie. Tali nanoparticelle mirata possono essere utilizzati per etichettare epitopi specifici su o in celle 7-10.
Protocol
Discussion
Il metodo nanoprecipitation utilizzando diblock copolimeri rappresenta un metodo semplice e veloce per progettare nanoparticelle polimeriche. Le nanoparticelle risultanti sono composte da un nucleo idrofobico che può essere utilizzata per l'erogazione di composti scarsamente solubili. Lo strato superficiale idrofilo consente un'eccellente solubilità in acqua, fornendo un residuo potenziale per coniugazione a seguito di una ligando targeting.
Ci sono piattaforme di nanoparticelle, t…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato finanziato dalla Golfers contro il cancro, Carolina del Centro Pilota per concedere Nanotechnology Excellence, University Cancer Research Fund e Istituto Superiore di Sanità 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 |
References
- 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).
