ナノ析出法を通じて、ジブロック高分子ナノ粒子の製剤
Summary
この記事では、ジブロック共重合体を用いたポリマーをベースとしたナノ粒子を合成するナノ析出の方法を説明します。私たちは、ジブロックの合成共重合体、ナノ析出技術、及び潜在的なアプリケーションについて説明します。
Abstract
ナノテクノロジーは、活用のスケールでナノメートル（ナノ粒子）の粒子のユニークな特性を含む科学の比較的新しい支店です。ナノ粒子はその大きさ、組成や表面の化学的性質を注意深く制御することができる正確な方法で設計することができる。これは、溶解性、拡散性、体内分布、放出特性と免疫原性のようなそれらの貨物の基本的なプロパティの一部を変更するために前例のない自由を可能にします。世の中に出て以来、ナノ粒子は、薬物送達、イメージング、および細胞生物学1から4を含む科学や医学の多くの分野で利用されている。しかし、それは完全に知覚される技術的な障壁のために"ナノテクノロジー研究所"の外で利用されていません。この記事では、我々は潜在的なアプリケーションの広い範囲を有するポリマーベースのナノ粒子のプラットフォームを合成する簡単な方法を説明します。
最初のステップは、疎水性ドメインと親水性ドメインの両方を持つジブロック共重合体を合成することである。モデルポリマーとしてPLGAとPEGを使用して、我々は、EDC / NHS化学5（図1）を使用して結合反応を説明した。我々はまた、ポリマーの精製のプロセスについて説明します。合成したジブロックコポリマーは、疎水性 – 親水性相互作用を通してナノ析出プロセスでナノ粒子に自己集合することができます。
に記載のポリマーナノ粒子は、非常に汎用性があります。ナノ粒子の疎水性コアは、薬物送達experiments6に対して難溶性薬物を運ぶために利用することができます。さらに、ナノ粒子は、DMSOのような溶剤を必要とするワートマニン、などの難溶性分子生物学試薬、のために有毒な溶剤の問題を克服することができます。しかし、DMSOは細胞毒性が、実験の妨げになることがあります。これらの難溶性の薬物や試薬は、効果的に最小限の毒性を有するポリマーナノ粒子を使用して配信することができます。ポリマーナノ粒子はまた、蛍光色素でロードされ、細胞内輸送の研究に利用することができます。最後に、これらのポリマーナノ粒子は、表面のPEGを介してリガンドを標的に結合させることができる。そのような標的ナノ粒子は,7 – 10や細胞内の特定のエピトープにラベルを付けるために利用することができます。
Protocol
Discussion
ジブロックコポリマーを用いたナノ析出法は、高分子ナノ粒子を設計するための簡単、迅速な方法を表します。得られたナノ粒子は、難溶性化合物の送達に利用することができる疎水性のコアで構成されています。標的リガンドへの潜在的な、さらに結合のための部分を提供しながら、表面親水性層は、優れた水溶性を可能にします。
リポソーム、高分子ナノ粒子?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品は、がん、ナノテクノロジー優秀パイロット助成金、大学のがん研究基金と国立予防衛生研究所K – 12キャリア開発賞のためのキャロライナセンターに対するゴルファーによって賄われていた。
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).
