ألواح نانوسبونجي في حجم وكثافة كروسلينكينج
Summary
توضح هذه المقالة عملية لضبط كثافة حجم و crosslinking تساهمي كروسلينكيد جسيمات نانوية من البوليستر البولستر الخطية التي تحتوي على وظائف قلادة. يمكن من الخياطة توليف معلمات (الوزن الجزيئي بوليمر وإدراج وظيفة قلادة ومكافئات كروسلينكير)، وكثافة حجم و crosslinking نانوحبيبات المطلوب لطلبات تسليم المخدرات.
Abstract
يمكننا وصف بروتوكول لتوليف البوليستر البولستر الخطية التي تحتوي على وظائف إيبوكسيد قلادة وإدماجها في نانوسبونجي مع الأبعاد التي تسيطر عليها. ويبدأ هذا النهج توليف لاكتوني فونكتيوناليزيد ومفتاح الروغان قلادة من البوليمر الناتج. فاليرولاكتوني (داء الليشمانيات الحشوي) واليل-فاليرولاكتوني (التتبع الآلي) ثم كوبوليميريزيد البلمرة خاتم–فتح باستخدام. ثم يتم استخدام البلمرة بعد التعديل لتثبيت moiety إيبوكسيد على بعض أو كافة مجموعات اليل قلادة. كيمياء الإيبوكسي-أمين يعمل بشكل جسيمات نانوية في محلول مخفف البوليمر وجزيء صغير ديامينى crosslinker استناداً إلى كثافة حجم و crosslinking نانوسبونجي المرجوة. ويمكن وصف أحجام نانوسبونجي قبل انتقال التصوير الميكروسكوب الإلكتروني (TEM) لتحديد البعد والتوزيع. هذا الأسلوب يوفر مساراً الذي يمكن إنشاء الانضباطي درجة عالية من البوليستر البولستر جسيمات نانوية الانضباطي، التي يمكن استخدامها لتغليف المخدرات جزيء صغير. نظراً لطبيعة العمود الفقري، تكون هذه الجزيئات التحلل هيدروليكيا وانزيماتيكالي لإطلاق سراح التي تسيطر عليها مجموعة واسعة من الجزيئات الصغيرة مسعور.
Introduction
ضبط دقة كثافة حجم و crosslinking جسيمات نانوية استناداً إلى crosslinking الجزيئات لها أهمية كبيرة للتأثير وتوجيه الشخصية الإفراج عن المخدرات من هذه نانوسيستيمس1. تصميم ألواح نانوسبونجي، أيإعداد جسيمات كثافات مختلفة من الشبكة، وتعتمد على وظيفة قلادة البوليمر السلائف والمكافئات من كروسلينكير ماء أدرجت. في هذا النهج، تركز السلائف وكروسلينكير في المذيب المهم شكل جسيمات نانوية من حجم منفصلة بدلاً من جل الأكبر. استخدام التحليل الطيفي الكمي الرنين المغناطيسي النووي (الرنين المغناطيسي النووي) كأسلوب لتوصيف يسمح للتحديد الدقيق لوظائف قلادة مدمجة والوزن الجزيئي بوليمر. حالما تتشكل جسيمات نانوية، يمكن مركزة و solubilized في العضوية دون لها طابع نانوجيل.
تركز العمل الأخيرة في إيصال الأدوية نانوحبيبات على استخدام بولي (اللبن-co-حمض الجليكوليك) الذاتي تجميعها (بلجا) جسيمات نانوية2،،من34،،من56. بلجا روابط إستر التحلل مما يجعلها مناسبة للتطبيقات تسليم المخدرات، وغالباً ما يقترن مع poly(ethylene glycol) (شماعة) نظراً لخصائص الشبح7. ومع ذلك، نظراً لطبيعة تكوين الجسيمات بلجا تجميعها ذاتيا، لا solubilized الجسيمات في العضوية لمزيد من الروغان. وعلى النقيض من جسيمات نانوية بلجا، يوفر الطريقة المقترحة crosslinking التساهمية تشكيل نانوحبيبات مع أحجام محددة والتشكل، وهي مستقرة في العضوية وتتحلل في المحاليل1. مزايا هذا النهج هي القدرة على زيادة فونكتيوناليزي سطح نانوسبونجي8كيميائيا، واستقرارها في المذيبات العضوية يمكن أن تستخدم لتحميل بعد انتهاء من الجزيئات مع المركبات الصيدلانية1،9. باستخدام هذا الأسلوب، يمكن تغليف الجزيئات الصغيرة مسعور بهطول الأمطار في الوسط المائي. Hydrophobicity من العمود الفقري البوليستر جنبا إلى جنب مع crosslinker قصيرة ماء يعطي هذه الجسيمات بطابع غير متبلور في درجة حرارة الجسم. وعلاوة على ذلك، بعد تحميل المخدرات، يمكن أن تشكل الجسيمات غرامة المعلقات في الوسط المائي لسهولة حقن فيفو. هو هدفنا في هذا العمل لتقييم المعلمات لتركيب هذه نانوسبونجيس البوليستر وتحديد تلك التي تكتسي أهمية حيوية بالنسبة لتصميم ومراقبة حجم ومورفولوجيا.
Protocol
Representative Results
Discussion
الحصول على أحجام نانوسبونجي استنساخه أمرا حيويا في طلبات تسليم المخدرات. معلمات متعددة في توليف البلمرة ونانوسبونجي تؤثر على كثافة الجسيمات الناتجة عن الحجم والتشعب. وتم تحديد ثلاثة معايير هامة في تحليلنا: الوزن الجزيئي بوليمر ووظائف قلادة إيبوكسيد مكافئات كروسلينكير. من أجل إنتاج مجمو?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
LK تعرب عن شكرها للتمويل من العلم مؤسسة الدراسات العليا بحوث الزمالة البرنامج الوطني (DGE-1445197) وقسم الكيمياء في جامعة فاندربيلت. LK و EH يود أن يشكر التمويل للصك “تيم أوزيريس” (NSF EPS 1004083).
Materials
| 2,2'-(Ethylenedioxy)bis(ethylamine) | Sigma-Aldrich | 385506-100ML | |
| 3-methyl-1-butanol | Sigma-Aldrich | 309435-100ML | anhydrous, ≥99% |
| Acetone | Sigma-Aldrich | 179124-4L | |
| Allyl bromide | Sigma-Aldrich | A29585-5G | ≥99% |
| Ammonium chloride | Fisher Scientific | A661-500 | saturated solution in DI water |
| Cell culture water | Sigma-Aldrich | W3500-500ML | Filtered through 0.45 μm syringe filter |
| Dichloromethane (DCM) | Sigma-Aldrich | 270997-100ML | anhydrous, ≥99%, contains 40-150 ppm amylene as stabilizer |
| Ethyl Acetate | Fisher Scientific | E145SK-4 | |
| EZFlow 0.2 μm Syringe Filter | Foxx Life Sciences | 386-2116-OEM | Hydrophillic PTFE, 13 mm |
| EZFlow 0.45 μm Syringe Filter | Foxx Life Sciences | 386-3126-OEM | Hydrophillic PTFE, 25 mm |
| Fisherbrand Disposable Borosilicate Glass Test Tubes with Plain End | Fisher Scientific | 14-961-31 | |
| Fisherbrand Microcentrifuge Tubes | Fisher Scientific | 14-666-318 | 1.5 mL |
| Hamilton Microliter Syringe, 100 μL | Hamilton Company | 80600 | Model 710 N SYR, Cemented NDL, 22s ga, 2 in, point style 2 |
| Hexamethylphosphoramide | Sigma-Aldrich | H11602-100G | ≥99%, contains ≤1000 ppm propylene oxide as stabilizer |
| Hexanes | Fisher Scientific | H292-4 | |
| Magnesium sulfate anhydrous | Fisher Scientific | M65-500 | |
| Meta-chloroperoxybenzoic acid | Sigma-Aldrich | 273031-100G | Purified to ≥99% by buffer wash |
| Methanol (MeOH) | Sigma-Aldrich | 322415-100ML | anhydrous, ≥99% |
| N-butyllithium solution | Sigma-Aldrich | 230707-100ML | 2.5 M in hexanes |
| N,N-diisopropylethylamine | Sigma-Aldrich | 550043-500ML | ≥99% |
| Parafilm M | Sigma-Aldrich | P7793-1EA | |
| PELCO Pro Reverse (Self-Closing) Tweezers | Ted Pella, Inc. | 5375-NM | |
| Phosphotungstic acid hydrate | Alfa Aesar | 40116 | |
| Q55 Sonicator | Qsonica | Q55-110 | 55 Watts, 20 kHz |
| SiliaMetS Cysteine | Silicycle | R80530B-10g | |
| SnakeSkin Dialysis Clips | Thermo Scientific | 68011 | |
| SnakeSkin Dialysis Tubing, 10K MWCO | Thermo Scientific | 68100 | |
| Sodium bicarbonate | Fisher Scientific | 5233-500 | saturated solution in DI water |
| TEM grid | Ted Pella, Inc. | 01822-F | Ultrathin Carbon Type-A, 400 mesh, Copper, approx. grid hole size: 42µm |
| Tetrahydrofuran (THF) | Sigma-Aldrich | 401757-1L | Anhydrous, ≥99.9%, inhibitor-free |
| Tin(II) trifluoromethanesulfonate | Sigma-Aldrich | 388122-1G | |
| Vortex-Genie 2 | Scientific Industries | SI-0236 | |
| Whatman Filter Paper, Grade 1 | Fisher Scientific | 09-805H | Circles, 185 mm |
| δ-valerolactone | Sigma-Aldrich | 389579-100ML | Purified by vacuum distillation |
Referências
- 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).
- Sharma, S., Parmar, A., Kori, S., Sandhir, R. PLGA-based nanoparticles: A new paradigm in biomedical applications. Trends Anal Chem. 80, 30-40 (2016).
- Cao, L. B., Zeng, S., Zhao, W. Highly Stable PEGylated Poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) Nanoparticles for the Effective Delivery of Docetaxel in Prostate Cancers. Nanoscale Res Lett. 11 (1), 305 (2016).
- Chelopo, M. P., Kalombo, L., Wesley-Smith, J., Grobler, A., Hayeshi, R. The fabrication and characterization of a PLGA nanoparticle-Pheroid® combined drug delivery system. J Mater Sci. 52 (6), 3133-3145 (2016).
- Guan, Q., et al. Preparation, in vitro and in vivo evaluation of mPEG-PLGA nanoparticles co-loaded with syringopicroside and hydroxytyrosol. J Mater Sci Mater Med. 27 (2), 24 (2016).
- Cannava, C., et al. Nanospheres based on PLGA/amphiphilic cyclodextrin assemblies as potential enhancers of Methylene Blue neuroprotective effect. RSC Adv. 6, 16720-16729 (2016).
- Locatelli, E., Franchini, M. C. Biodegradable PLGA-b-PEG polymeric nanoparticles: synthesis, properties, and nanomedical applications as drug delivery system. J Nanopart Res. 14 (12), (2012).
- van der Ende, A. E., Croce, T., Hamilton, S., Sathiyakumar, V., Harth, E. M. Tailored polyester nanoparticles: post-modification with dendritic transporter and targeting units via reductive amination and thiol-ene chemistry. Soft Matter. 5 (7), 1417 (2009).
- Lockhart, J. N., Stevens, D. M., Beezer, D. B., Kravitz, A., Harth, E. M. Dual drug delivery of tamoxifen and quercetin: Regulated metabolism for anticancer treatment with nanosponges. J Control Release. 220 (Pt. B), 751-757 (2015).
- Shriner, R. L., Hermann, C. K. F., Morrill, T. C., Curtin, D. Y., Fuson, R. C. . The Systematic Identification of Organic Compounds. , (2004).
- Derome, A. E. . Modern NMR Techniques for Chemistry Research. , (1987).
- Williams, D. B., Barry Carter, C. . Transmission Electron Microscopy: A Textbook for Materials Science. , (2009).
- van der Ende, A. E., Kravitz, E. J., Harth, E. M. Approach to Formation of Multifunctional Polyester Particles in Controlled Nanoscopic Dimensions. J Am Chem. Soc. 130 (27), 8706-8713 (2008).
- Stevens, D. M., Watson, H. A., LeBlanc, M. A., Wang, R. Y., Chou, J., Bauer, W. S., Harth, E. M. Practical polymerization of functionalized lactones and carbonates with Sn(OTf)2 in metal catalysed ring- opening polymerization methods. Polym Chem. 4, 2470-2474 (2013).
