Nanosponge Tunability 크기와 가교 밀도
Summary
이 문서는 펜 던 트 기능을 포함 하는 선형 폴 리 에스테에서 covalently 가교 된 나노 입자의 크기와 가교 밀도 조정 프로세스를 설명 합니다. 합성 매개 변수 (고분자 분자량, 펜 던 트 기능 통합, 및 crosslinker에 해당)을 조정 하면, 약물 전달 응용 프로그램에 대 한 원하는 나노 크기와 가교 밀도 얻을 수 있습니다.
Abstract
우리는 펜 던 트 에폭시 기능 및 제어 치수와 nanosponge에 그들의 설립을 포함 하는 선형 폴 리 에스테의 합성에 대 한 프로토콜을 설명 합니다. 이 방법은 결과 폴리머의 펜 던 트 기능화에 열쇠는 기능성된 lactone의 합성으로 시작 됩니다. Valerolactone (VL) 및 알릴-valerolactone (AVL)는 반지 개통 중 합을 사용 하 여 다음 copolymerized 있습니다. 후 중 합 수정 다음 펜 던 트 알릴 그룹의 일부 또는 전부에 에폭시 moiety를 설치 하는 데 사용 됩니다. 에폭시-아민 화학 형태 나노 입자를 고분자의 분자 diamine crosslinker 원하는 nanosponge 크기와 가교 밀도에 따라 묽 게 한 해결책에서 채택 된다. Nanosponge 크기는 전송 전자 현미경 (TEM) 이미징 차원 및 배포 결정에 의해 특징 수 있습니다. 이 메서드는 높게 가변 폴리에스터 가변 나노 입자, 작은 분자 약물 캡슐화에 사용 될 수 있는 만들 수 있는 통로 제공 합니다. 등뼈의 특성상,이 입자는 소수 작은 분자의 광범위의 제어 릴리스에 대 한 가수분해로 및 효소 분해.
Introduction
Intermolecular 가교에 따라 나노 입자의 크기와 가교 밀도 정확 하 게 튜닝 영향 및 이러한 nanosystems1의 약물 방출 프로 파일을 안내에 매우 중요입니다. 디자인 nanosponge tunability, 즉, 다른 네트워크 밀도의 입자를 준비 하 고, 전조 폴리머의 펜 던 트 기능 및 통합 친수성 crosslinker의 등가물에 의존. 이 방법에서는, 선구자 및 용 매에 crosslinker의 농도 대량 젤 보다는 개별 크기의 나노 입자 형성에 중요 하다. 특성화 기법으로 양적 핵 자기 공명 분광학 (NMR)을 이용 하 여 법인된 펜 던 트 기능 및 고분자 분자량의 정확한 결정 수 있습니다. 나노 입자 형성 된다, 일단 그들은 집중 고는 nanogel의 문자 하지 않고 생명체에서 solubilized.
나노 약물 전달에서 최근 작품 폴 리의 사용에 집중 했다 (유산-co-글리콜 산) (PLGA) 자기 조립 나노2,,34,,56. PLGA 분해 에스테 르 결합 약물 전달 응용 프로그램에 적합 하 게 있으며 종종 그 스텔스 속성7인 poly(ethylene glycol) (PEG)와 결합. 그러나, PLGA 입자 형성의 자기 조립 특성, 입자는 더 기능화에 대 한 생명체에서 solubilized 수 없습니다. PLGA 나노 입자, 달리 제안된 된 방법 정의 된 크기와 형태, 생명체에 안정 하 고 저하 수성 솔루션1나노 입자를 형성 하는 화학식 가교를 제공 합니다. 이 방법의 장점은 추가 화학적 functionalize nanosponge8의 표면 수 그리고 유기 용 매에 있는 그것의 안정성 제약 화합물1,9입자의 포스트 로드에 사용할 수 있습니다. 이 방법으로 수성 매체에 강 수에 의해 소수 작은 분자의 캡슐화를 구현할 수 있습니다. 친수성 짧은 crosslinker 함께 폴 리 에스테 등뼈의 hydrophobicity는 체온에 비정 질 문자가이 입자를 제공합니다. 또한, 마약 로드, 후 입자 형성할 수 있다 좋은 정지 쉽게 주입된 비보수 수성 매체에서. 이러한 폴 리 에스테 르 nanosponges의 합성에 대 한 매개 변수를 평가 하 고 그 극히 중요 한 설계 및 제어의 크기와 형태를 결정 하는이 작품에서 우리의 목표 이다.
Protocol
Representative Results
Discussion
재현할 수 nanosponge 크기를 얻는 것은 약물 전달 응용 프로그램에 매우 중요입니다. 여러 매개 변수 중 합 및 nanosponge 합성 결과 입자의 크기와 crosslink 밀도를 영향을 줍니다. 세 가지 중요 한 매개 변수 분석에서 확인 되었다: 분자량 폴리머, 에폭시 펜 던 트 기능, 및 crosslinker에 해당. 다양 한 분자 무게와 nanosponge 합성에 대 한 에폭시 기능을 일으키기 위하여는 VL-co-AVL 공중 합체의 산출할 변…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
LK는 국립 과학 재단 대학원 연구 친교 프로그램 (DGE-1445197)와 밴 더 빌 트 대학 화학 부서에서 자금에 대 한 감사. LK와 EH 오시리스 가장 악기 (NSF EPS 1004083)에 대 한 자금 지원을 감사 하 고 싶습니다.
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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