We report on a smart application of carbon nanotubes for kinetic stabilization of lipid particles that contain self-assembled nanostructures in their cores. The preparation of lipid particles requires rather low concentrations of carbon nanotubes permitting their use in biomedical applications such as drug delivery.
Biz karbon nanotüpler (CNT) tarafından stabilize nano yapılı lipid parçacıkları hazırlamak için bir kolay yöntem mevcut. duvarlı Yalnız (saf) ve çok duvarlı (fonksiyonalize) CNT Pickering tipi yağ-içinde-su (W / O) emülsiyonları üretmek için stabilize edici olarak kullanılır. Lipidler, yani Dimodan U ve fitantriol fazla suyun çift sürekli kübik Pn3m faz halinde kendi kendine birleşebilen emülgatörler kullanılmaktadır. Bu yüksek viskoz faz, geleneksel yüzey aktif madde stabilizatörler ya da CNTs Burada yapıldığı gibi mevcudiyetinde bir prob ultrasonikatör kullanılarak küçük parçacıklara parçalanır. Başlangıçta, CNT (toz halinde), son emülsiyonun oluşturulması için, erimiş lipid daha ultrasonikasyon ve ardından su içinde disperse edilir. Bu işlem sırasında CNT da ay stabil olan bir parçacık halinde bir emülsiyon meydana getirmek üzere, lipid damlacıkları çevreleyen olduğu kabul edilir lipit molekülleri ile kaplanmasıyla. CNT-stabilize nano yapılı lipid parçacıkların ortalama boyutu mikron altı r olanparçacıklar ile karşılaştırır ange, geleneksel yüzey aktif kullanılarak stabilize. Saf lipid fazı (dökme devlet) ile karşılaştırıldığında küçük açı X-ışını saçılması veri CNT-stabilize lipid dispersiyonlan orijinal Pn3m kübik faz tutma doğruluyor. Maviye kayma ve karakteristik G ve Raman spektroskopisi gözlenen CNTs G 'bantlarında yoğunlukları düşürülmesi CNT yüzeyi ve lipid molekülleri arasındaki etkileşimi karakterize eder. Bu sonuçlar, CNTs ve lipid arasındaki etkileşimler, sulu çözeltiler içinde, karşılıklı stabilizasyonu için sorumlu olduğunu göstermektedir. stabilizasyon için kullanılan CNTs konsantrasyonu çok düşüktür ve lipit molekülleri CNT işlevselleştirilmesi mümkün olduğu gibi, CNTs toksisitesi kendi biyouyumluluk oldukça gelişmiş ise önemsiz olduğu tahmin edilmektedir. Bu nedenle, bu yaklaşım, m verilmesi için hibrid nanocarrier sistemleri geliştirmek için, örneğin, çeşitli biyomedikal uygulamalarda büyük bir potansiyele bulurultiple bileşik tedavide ya da çoklu tedaviye olarak işlevsel moleküller.
Son birkaç yılda, nanoteknoloji, özellikle kanser 1 olarak azılı hastalıklarla mücadele için ilaç klinik öncesi geliştirme alanında güçlü bir araç olarak ortaya çıkmıştır. Bu bağlamda, yoğun böyle ilaçların, proteinler, nükleik asitler, gen ve teşhis görüntüleme maddeleri 1-4 olarak çeşitli aktif biyomoleküllerin dağıtım aracı olarak incelenmiştir mil boyutu <1.000 ile nano ölçekli yapılar. Bu biyomoleküllerin da nanopartiküller kapsüllenen veya nanopartiküllerin yüzeyi üzerine konjüge edilmiş ve bu pH ya da ısı 5,6 şekilde tetikleyiciler tarafından etki yerinde bırakılır edilir. boyut olarak çok küçük olmasına rağmen, bu nanopartiküller büyük yüzey alanı, aktif biyomoleküllerin hedeflenmiş dağılım için büyük ölçüde avantajlı olduğunu kanıtlamaktadır. Parçacık boyutu ve biyolojik uyumluluk üzerinde kontrol terapötik etkinliği ve dolayısıyla nanopartiküller 7,8 uygulanabilirliğini optimize etmek için büyük önem taşımaktadır.Lipidler 9-13, polimerler 14,15, metaller 16,17 ve karbon nanotüpler 18,19 sık çeşitli biyomedikal ve ilaç uygulamaları için nanocarriers olarak istihdam edilmiştir.
Ayrıca, lipit kendi kendini monte nanoyapıların dayalı nanocarrier uygulamaları, gıda ve kozmetik endüstrileri 20,21 dahil olmak üzere birçok diğer disiplinlerde geniş bir öneme sahiptir. Örneğin, bu tatlılar 24, örneğin gıda stabilizatörleri olarak, protein kristalleştirme 22 biyomoleküllerin 23 ayrılmasında kullanılan ve bu besin maddeleri, aromalar ve parfümler 25-31 aktif moleküllerin teslim edilir. Kendinden monte lipit nanoyapılar ancak kontrollü ve hedeflenen bir şekilde 32-38 biyoaktif molekülleri serbest yeteneğine sahip değil ama onlar da kimyasal ve enzimatik yıkımı 39,40 fonksiyonel molekülleri korumak edebiliyoruz. düzlemsel akışkan iki tabakalı en comm olmasına rağmensuyun mevcudiyetinde amfifilik lipit moleküllerinin oluşturduğu nano üzerinde örneğin altıgen ve kübik gibi diğer yapılar da genel olarak 20,41,42 görülmektedir. Oluşan nano tipi Lipitler "moleküler şekil yapısı, su içinde yağ bileşimi hem de sıcaklık ve basınç 43 gibi kullanılan fiziko-kimyasal koşullarına bağlıdır. düzlemsel olmayan lipid nano uygulanabilirliği özellikle de kübik fazlarının, çünkü onların yüksek viskozite ve homojen olmayan etki tutarlılık sınırlıdır. Bu sorunlar, bir yağ-içinde-su (W / O) mikron veya mikron altı boyutta lipid parçacıkları içeren emülsiyonlar oluşturmak üzere su içinde büyük miktarda lipid nano dağıtılmasıyla yenilmektedir. dağılmış parçacıklar içindeki orijinal yağ kendi kendine monte edilmiş yapısını koruyarak Bu şekilde, düşük bir viskozite uygun bir ürün hazırlanabilir. ISAsomes 44 olarak kısaltılmıştır, bu dahili kendi kendini monte parçacıkların oluşumu ( </sup> Örneğin, kübik fazlar ve altıgen fazlardan hexosomes) gelen cubosomes yaygın olarak, yüksek enerji girişinin adımı ve bu tür yüzey aktif veya polimerler gibi stabilizatörler ilave bir kombinasyonunu gerektirir. Bu doğrultuda son araştırmalar silika nanopartiküller 46, uygun Pickering 51 veya Ramsden-Pickering emülsiyonlar 52 olarak adlandırılan Anılan emülsiyonlar, stabilizasyonu için kil 47-49 ve karbon nanotüpler 50 dahil olmak üzere çeşitli katı parçacıkların 45 uygulamasını göstermektedir.
Son yıllarda, karbon gibi tek duvarlı karbon nanotüpler (SWCNTs) olarak nano tabanlı, çok duvarlı karbon nanotüpler (MWCNTs) ve fulleren yeni biyomalzeme 53,54 olarak dikkat büyük bir aldık. Ana endişeleri onların toksisite 55-58, su insolubility 59 ve dolayısıyla onların biyouyumluluk 56 vardır. Bu sorunları çözmek için etkili bir yöntem yüzey işleviBu lipidler gibi toksik olmayan ve biyo-uyumlu molekülleri kullanarak layan serbestleştirme. Suyun varlığında, lipidler, lipid hidrofilik baş grupları su 60,61 bunların çözünürlüğü veya dağılmasına yardımcı ise CNTs hidrofobik yüzey polar sulu ortamdan korunacak şekilde CNTs etkileşim. Lipidler dolayısıyla dekorasyon ideal CNTs in vivo toksisite azaltmalıdır, hücresel organellere yanı sıra bazı gıda maddelerinin ayrılmaz bileşenleridir. CNTs 18,19 ve lipid nano 9-13 bağımsız Dayalı Biyomedikal uygulamalar geniş geliştirilme aşamasındadır ama iki özelliklerini birleştiren uygulamalar henüz iyi araştırılmış değildir.
Bu çalışmada, lipidlerin iki farklı tip ve MWCNTs hidroksil ve karboksil gruplarıyla beraber çalışanlar- oysa SWCNTs bozulmamış biçimde olmak üzere CNTs üç tip kullanmaktadır. Bu yazıda, dispersiyonlar hazırlamak için CNTs çok düşük konsantrasyonlarda kullanılmışStabilite çeşitli faktörler, örneğin, lipid türü CNT Çeşidi CNT kullanılan, hem de güç ve süresi gibi kullanılan sonikasyon parametreleri üzerinde lipidin oranına bağlıdır. Bu video protokolü kinetik çeşitli CNT-stabilize edici maddeler kullanılarak lipit nanopartiküller stabilize bir yöntemin teknik detayları sağlar.
Lipit partiküllerinin stabilizasyonu
Üç farklı CNT lipid dispersiyonlarının stabilize etmek için kullanılırlar; iki çok duvarlı ve -OH ve -COOH grupları kullanılarak işlevselleştirilmiş olan ve bir duvarlı ve (bozulmamış) işlevselleştirilmemiş tektir. MWCNT-COOH: (çap x uzunluk) aşağıda CNTs içinde gösterilmekte 9.5 mil x 1.5 um; MWCNT-OH: 15/8 nm x 50 mm; SWCNT x 1-3 um 1-2 mil. toz haline getirilmiş CNT prob ultrasonikasyonla su içinde dağıtılmıştır. CNTs yuk…
The authors have nothing to disclose.
Biz bu proje onun önceki çalışmaları için Raman deneyler ve Bay Nick Gaunt ile destek için, Strathclyde Üniversitesi'nde şimdi, Glasgow Dr. Matthew J. Baker teşekkür etmek istiyorum.
Dimodan U | Danisco | 15312 | Store at 4°C, Non-hazardous. Irritant to eyes and skin |
Phytantriol (> 95%, GC) | TCI Europe N.V. | P1674 | Store at 4°C, Non-hazardous. Irritant to eyes and skin |
Single walled Carbon Nanotubes (90%) | Nanostructured & Amorphous Materials, Inc. | 1246YJS | Store at room temperature. Away from direct light. Irritating to eyes, skin and respiratory system |
Multi-walled carboxylic acid functionalised Carbon Nanotubes (> 80% Caron basis, > 8% carboxylic acid functionalized) | Sigma-Aldrich Co. LLC | 755125 | Store at room temperature. Away from direct light. Causes serious eye irritation. May cause respiratory irritation |
Graphitized Multi-walled hydroxy functionalised Carbon Nanotubes (99.9%) | Nanostructured & Amorphous Materials, Inc. (NanoAmor) | 1224YJF | Store at room temperature. Away from direct light. Irritating to eyes, skin and respiratory system |
Pluronic F127 | Sigma-Aldrich Co. LLC | P2443 | BioReagent, suitable for cell culture. Not a hazardous substance or mixture. Store at room temperature. |
Acetone (99.5%) | Fisher Scientific | 10134100 | Highly flammable liquid. Causes serious eye irritation. May cause drowsiness or dizziness |
Scintillation Vial | VWR International Ltd | 548‐0704 | Soda‐lime glass vial with low background count Fitted with foil lined urea cap, 20 ml |
Jars with loose, enfolding lids (375ml) | VWR International Ltd | 216-3308 | |
Beaker , 1000mL | Fisher Scientific | 12942161 | heavy duty, low form, with spout and graduations |
Pasteur glass pipette (150 mm length) with latex bulb | Fisher Scientific | 10006021 | |
Microcentrifuge tube conical snap cap 1.5mL | Fisher Scientific | 11558232 | |
Spatula | Fisher Scientific | 11352204 | |
Heating magnetic stirrer | Fisher Scientific | 11715704 | |
Magnetic stirrer bars (cylindrical, opaque PTFE, 30mm x 7mm (l x diameter)) | Fisher Scientific | 10011792 | |
Needle (0.9 mm x 40 mm cannula length) | Terumo UK Ltd | MN-2038MQ | |
Retort Stand Set – With stand, clamp, base, rod, rubber 3 jaw and bosshead | Camlab Ltd, UK | 1177157 | |
Millipore water equipment | Barnstead Nanopure, Thermoscientific, USA | ||
Progen Genfuge 24D Digital Microcentrifuge | Progen Scientific | C-2400 | |
Probe ultra-sonicator, with 13 mm | SONICS, Vibracell, USA | ||
5MP camera with auto-focus and LED flash | Samsung Galaxy Fame Mobile camera | ||
Raman Spectrometer | Horiba Jobin-Yvon LabRAM HR800 spectrometer | ||
Mastersizer 3000 | Malvern Instruments Ltd, Malvern, United Kingdom | ||
Small angle X-ray scattering (SAXS) | SAXSpace camera (Anton Paar, Graz, Austria), X-ray generating equipment (ISO-DEBYEFLEX3003, GE Inspection Technologies GmbH), closed water circuit (Chilly 35, HYFRA, Germany). |