サイズと架橋密度にナノスポンジ可変性
Summary
ペンダント機能を含む線形のポリエステルから共有架橋ナノ粒子のサイズと架橋密度を調整するためのプロセスについて説明します。合成パラメーター (ポリマーの分子量、ペンダント機能定款および架橋剤) を調整することによって薬物送達アプリケーションの必要なナノ粒子のサイズと架橋密度を実現できます。
Abstract
ペンダント エポキシド機能と制御寸法ナノスポンジの混入を含む線形のポリエステルの合成のためのプロトコルについて述べる。このアプローチは、得られたポリマーのペンダント機能化へキーである機能性ラクトンの合成から始まります。バレロラクトン (VL) とアリル-バレロラクトン (AVL) は、開環重合に共が。ポストキュア変更、ペンダント アリル グループの一部またはすべてにエポキシ基をインストールする使用されます。希薄溶液中の高分子と低分子芳香族ジアミン架橋剤目的ナノスポンジ サイズと架橋密度に基づくフォーム ナノ粒子にエポキシ樹脂アミン化学を採用します。ナノスポンジ サイズは、寸法と分布を決定する透過電子顕微鏡 (TEM) イメージングによって特徴付けられます。このメソッドは、高度調整可能なポリエステルが可変性ナノ粒子、小分子薬のカプセル化のため使用することができますを作成することが経路を提供します。バックボーンの性質のため、これらの粒子は疎水性小分子の広い範囲の制御放出の加水分解や酵素によって分解。
Introduction
これらナノシステム1の薬物放出プロファイルをガイドに影響を与える非常に重要なは分子間架橋結合に基づくナノ粒子のサイズと架橋密度を正確にチューニングします。すなわち、設計ナノスポンジ無依存異なるネットワーク密度の粒子を準備、前駆体ポリマーのペンダント機能および組み込まれる親水性の架橋剤の同等物に頼っています。このアプローチで前駆体および架橋剤、溶媒中の濃度はバルク ゲルではなく、個々 のサイズの形ナノ粒子に重要です。定量核磁気共鳴分光法 (NMR) 評価技術を利用して法人ペンダント機能と高分子の分子量の正確な測定可能します。ナノ粒子を形成、一度集中し、ナノゲルの性格を持つことがなく有機物の可溶化できます。
ナノ粒子ドラッグデリバリーの最近の研究はポリの使用に焦点を当てて (乳酸-co-グリコール酸) (PLGA) 自己組織化ナノ粒子2,3,4,5,6。PLGA 薬物送達アプリケーションに適している分解性エステルの連携があり、しばしばそのステルス特性7のため poly(ethylene glycol) (PEG) と組み合わせています。ただし、さらに高機能化有機物で、PLGA 粒子形成の自己組織化の性質のため粒子を溶解できません。PLGA ナノ粒子とは対照的は、提案されたメソッドは、定義されたサイズと形態、オーガニックで不安定であり水溶液1が低下するナノ粒子を形成共有結合で架橋を提供します。このアプローチの利点は、さらに化学的にナノスポンジ8の表面を高機能化する能力と有機溶剤の安定性は医薬品化合物1,9で粒子の後読み込みを使用できます。この方法では、水溶液に沈殿物によって疎水性小分子のカプセル化を実現できます。一緒に親水性の短い架橋ポリエステルのバックボーンの疎水性はこれらの粒子に体温でアモルファス文字を与えます。さらに、薬物の読み込み後、粒子は容易に注射で体内に水溶液中における微細懸濁液を形成できます。これらのポリエステルの nanosponges の合成用パラメーターを評価し、デザイン、サイズおよび形態の調節に非常に重要であるものを決定するこの作業における私たちの目標です。
Protocol
Representative Results
Discussion
再現可能なナノスポンジ サイズを取得は、薬物送達アプリケーションに不可欠です。重合とナノスポンジ合成における複数パラメーターは、結果として得られる粒子のサイズと架橋密度を影響します。3 つの重要なパラメーターは、我々 の分析で識別された: 架橋剤及びエポキシ樹脂ペンダント機能高分子の分子量。分子量とエポキシド ナノスポンジ合成機能の範囲を生成するために、VL-<em…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
LK は国立科学財団大学院研究フェローシップ ・ プログラム (DGE-1445197) とヴァンダービルト大学化学部門からの資金のために感謝しています。LK と EH オシリス TEM 装置 (NSF EPS 1004083) のための資金に感謝したいと思います。
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 |
References
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