Name: magnetic and thermal-sensitive poly(n-isopropylacrylamide)-based microgels for magnetically triggered controlled release
Uploaded: 2017-07-04T14:00:00
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이 작품은 대만 과학 기술부 (MOST 104-2221-E-131-010, MOST 105-2622-E-131-001-CC2)의 재정 지원을 받았으며 부분적으로 원자력 및 분자 과학 연구소 (Institute of Atomic and Molecular Sciences) Academia Sinica.

1. 표면 개질 된 수분 산성 자성 나노 입자, Fe3O4 및 Fe3O4-NH2의 합성 <ol><li> 500 mL 비이커에 14.02 g의 FeCl3, 8.6 g의 FeCl2 · 4H2O 및 250 mL의 물을 첨가한다. </li><li> 로터와 컨트롤러를 연결하여 정비사를 저어 주십시오. 실온 (RT)에서 30 분 동안 300 rpm으로 용액을 섞는다. </li><li> 실온에서 용액에 수산화 암모늄 (33 %) 25 mL를 넣고 30 분 동안 저어 준다 (300 rpm). 비커를 열어 두십시오. 주의 : 수산화 암모늄...

<ol>
	<li>Hennink, W. E., van Nostrum, C. 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H., Metzger, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+analysis+of+thermogravimetric+traces.">A new analysis of thermogravimetric traces.</a> Analytical Chemistry. 35 (10), 1464-1468 (1963).</li><li>Smith, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Fourier transform infrared spectroscopy. , (1996).</li><li>Williams, D. B., Carter, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Transmission Electron Microscopy: A Textbook for Materials Science. , 3-17 (1996).</li><li>Xie, Y., Sougrat, R., Nunes, S. 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준비의 가장 중요한 단계는 thermo-induced emulsions에 의한 자기 microgels의 합성에 대한 프로토콜 섹션 2에 있습니다. 그림 2 (TEM 이미지)에서 볼 수 있듯이, 마이크로 겔의 구형 구조는 PNIPAAm (아미드 그룹), PEI (아민 그룹) 사이의 강한 H- 결합으로 인한 물리적 가교로 인해 RT (LCST보다 낮음) 및 Fe3O4-NH2 (아민 기)를 포함한다. 그림 4 의 비교에 따르면, 자성 마이?...

하이드로 젤은 용해가 불가능하지만 수용액에서 팽창 할 수있는 3 차원 (3D) 고분자 네트워크입니다. 중합체 네트워크는 친수성 도메인 (하이드로 겔 구조를 제공하기 위해 수화 될 수 있음) 및 가교 결합 (네트워크의 붕괴를 방지 할 수 있음)을 갖는다. 유제 중합, 음이온 공중합, 인접한 고분자 사슬의 가교 결합 및 역 마이크로 유제 중합과 같은 하이드로 겔 제조를위한 다양한 방법이 연구되어왔다. 구조적으로 안정한 하이드로 겔 1 , 3 을 얻기 위해 물리적 및 화학적 가교 결합이 이러한 방법을 통해 도입됩니다. 화학적 가교는 일반적으로 중합체의 주쇄 또는 측쇄를 연결하는 가교 결합제의 참여를 필요로한다. 화학 가교 결합에 비해, 물리적 가교 결합은 fabr에 더 ​​나은 선택입니다<html> 가교제의 사용을 피하기 때문에 하이드로 젤을 사용한다. 이온 상호 작용, 결정화, 양친 매성 블록들 사이의 결합 또는 고분자 사슬상의 그 래프팅 및 수소 결합 4,5,6,7과 같은 가교 결합과 같은 물리적으로 가교 결합 된 하이드로 겔을 합성하기위한 몇 가지 접근법이 연구되었다. 다양한 환경 조건 ( 즉 , 온도, pH, 빛, 이온 세기 및 자기장)에 반응하여 구조적, 화학적 또는 물리적 특성 변화를 겪을 수있는 자극에 민감한 중합체는 최근 제어 방출 시스템의 잠재적 플랫폼으로 주목을 받았다 , 약물 전달 및 항암 치료 8 , 9 ,PNIPAAm은 친수성 아미드 기와 소수성 이소 프로필 기 모두를 함유하고 열적으로 민감한 중합체로 낮은 임계 용액 온도를가집니다. (xref &quot;&gt; 10 , 11 , 12) 연구원들은 고유 온도가 쉽게 조절 될 수있는 열 민감성 중합체에 초점을 맞추고 있습니다. (LCST) 13. 아미드 기와 물 분자 사이의 수소 결합은 저온 (LCST 이하)에서 수용액에서의 PNIPAAm의 분산을 제공하는 반면 고분자 사슬 사이의 수소 결합은 고온 (LCST 이상)에서 일어나며 물을 배제 함 이러한 독특한 성질과 관련하여, 공중 합체, 그래프트 또는 측쇄와 같은 중합체 사슬 길이의 소수성 및 친수성 비를 조절함으로써 온도 - 촉발되고 자기 - 조립 된 하이드로 겔을 제조하기위한 많은보고가 발표되었다 의약품 용 사슬 수정칼 플랫폼 ( 14 , 15 , 16 , 17)을 포함한다 . 철, 코발트 및 니켈과 같은 자성 재료는 지난 수십 년 동안 생화학 분야에서 주목을 받아 왔습니다 18 . 이러한 후보 물질 중 산화철은 안정성과 독성이 낮기 때문에 가장 널리 사용됩니다. 나노 크기의 산화철은 자기장에 즉각적으로 반응하고 초 상자성 원자처럼 행동합니다. 그러나, 그러한 작은 입자는 쉽게 집합한다. 이는 표면 에너지를 감소 시키므로 분산을 잃게됩니다. 수분 - 분산 성을 향상시키기 위해, 층을 보호하기위한 그라프 팅 또는 코팅은 안정성을 위해 각각의 개별 입자를 분리하는 것뿐만 아니라 반응 부위를 더 기능화하는 데에도 일반적으로 적용됩니다. 여기에서는 자기 PNIPAAm 기반 마이크로젤은 방출 제어 시스템을위한 약물 운반체 역할을합니다. 합성 과정은 그림 1 에 설명되어 있습니다. 복잡한 공중합 및 화학적 가교 결합 대신에, PNIPAAm의 새로운 온도 - 유도 에멀젼과 물리적 가교가 추가의 계면 활성제 또는 가교제없이 마이크로 젤을 얻기 위해 사용되었다. 이것은 합성을 단순화시키고 원하지 않는 독성을 방지한다. 이러한 간단한 준비 프로토콜 내에서, 합성 된 미크로 겔은 자성 산화철 나노 입자 및 소수성 항암제 인 커큐민 모두에 수분 산성을 제공했다. FT-IR, TEM 및 영상은 분산 및 캡슐화의 증거를 제공했습니다. 내포 된 Fe 3 O 4 -NH 2 때문에, 자기 마이크로 겔은 HFMF 하에서 제어 방출을위한 마이크로 장치로서의 역할을했다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="773">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:311px;">Poly(N-isopropylacrylamide)</td>
			<td style="width:139px;">Polyscience, Inc</td>
			<td style="width:119px;">21458-10</td>
			<td style="width:205px;">Mw~40000</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">(3-aminopropyl)trimethoxysilane</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>440140</td>
			<td>&#62; 99 %</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Iron(II) chloride tetrahydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>44939</td>
			<td>99%</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Iron(III) chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>157740</td>
			<td>97%</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Curcumin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>00280590</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ammonia hydroxide</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>A/3240/PB15</td>
			<td>35%</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Phosphate Buffered Saline</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>806552</td>
			<td>pH 7.4, liquid, sterile-filtered</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Polyethylenimine (PEI)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P3143</td>
			<td>50 % (w/v) in water</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">High-frequency magnetic field (HFMF)</td>
			<td>Lantech Industrial Co., Ltd.,Taiwan</td>
			<td>LT-15-80</td>
			<td>15 kV, 50&#8211;100 kHz</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ultraviolet-Visible Spectrophotometry</td>
			<td>Thermo Scientific Co.</td>
			<td>Genesys</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Transmission electron microscopy (TEM)</td>
			<td>JEM-2100</td>
			<td>JEOL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR)</td>
			<td>PerkinElmer</td>
			<td>Spectrum 100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Thermogravimetric analyzer</td>
			<td>PerkinElmer</td>
			<td>Pyris 1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ultrasonic cell disruptor</td>
			<td>Hielscher Ultrasonics</td>
			<td>UP50H</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

magnetic and thermal-sensitive poly(n-isopropylacrylamide)-based microgels for magnetically triggered controlled release

캡슐화 된 항암제 인 curcumin (Cur)이 함유 된 자기 및 열에 민감한 폴리 ( N- isopropylacrylamide) (PNIPAAm) / Fe 3 O 4 -NH 2 마이크로 겔을 자력으로 방출되는 방출을 위해 설계하고 제작했습니다. PNIPAAm, PEI (polyethylenimine) 및 Fe 3 O 4 -NH 2 자성 나노 입자를 혼합하여 물리적 가교 결합시킨 온도 유도 유제를 통해 구형 구조의 PNIPAAm 기반 자성 마이크로 젤을 제조했습니다. 그들의 분산 때문에, Fe 3 O 4 -NH 2 나노 입자는 중합체 매트릭스 내부에 매립되었다. Fe 3 O 4 -NH 2 및 PEI 표면에 노출 된 아민 기는 PNIPAAm의 아미드 기와 물리적으로 가교 결합하여 구형 구조를지지했다. 소수성 항암제 인 curcumin은 microgels에 캡슐화 한 후 물에 분산시킬 수 있습니다. 마이크로 겔의 특징을 규명투과 전자 현미경 (TEM), 푸리에 변환 적외 분광법 (FT-IR) 및 UV-Vis 스펙트럼 분석에 의해 분석 하였다. 또한, 외부에서 고주파 자기장 (HFMF) 하에서 자기 적으로 방출되는 방출이 연구되었다. 자기 유도 가열 (고열) 효과로 인해 HFMF를 마이크로 겔에 적용한 후에 커큐민의 현저한 &quot;폭발 방출&quot;이 관찰되었습니다. 이 원고는 잠재적으로 종양 치료에 적용될 수있는 Cur-PNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2 캡슐화 된 curcumin의 자기 적으로 제어 된 방출을 설명합니다.

PNIPAAm / PEI / Fe 3 O 4 -NH 2 microgels의 합성을위한 도식은 그림 1에 나와 있습니다. TGA는 전체 마이크로 겔에 대한 유기 화합물의 상대적 조성을 평가하기 위해 적용되었다. 유기 화합물 PNIPAAm만이 연소 될 수 있기 때문에, PNIPAAm과 Fe3O4 (또는 Fe3O4-NH2)의 상대적 조성을 결정하였고 표 1 에 나타내었다 . 왜 PNI...

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Magnetic and Thermal-sensitive PolyN-isopropylacrylamide-based Microgels for Magnetically Triggered Controlled Release

이 원고는 화학 반응이없는 온도 유도 유제를 통한 자성 및 열에 민감한 마이크로 젤의 제조를 설명합니다. 이 민감한 마이크로 젤은 자기 적 및 열적으로 유발 된 약물 방출에 잠재적 인 용도로 폴리 ( N- 이소 프로필 아크릴 아미드 ) (PNIPAAm), 폴리에틸렌 이민 (PEI) 및 Fe 3 O 4 -NH 2 나노 입자를 혼합하여 합성되었습니다.

자기 및 열에 민감한 폴리 (<em&gt; N</em&gt; - 이소 프로필 아크릴 아미드) 기반의 마그네틱 트리거 리간드 용 젤

Magnetically and thermally sensitive poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm)/Fe3O4-NH2 microgels with the encapsulated anti-cancer drug curcumin (Cur) were ...

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Polyethylene glycol (PEG)-based hydrogels are biocompatible hydrogels that have been approved for use in humans by the FDA. Typical PEG-based hydrogels ...

Generating Controlled, Dynamic Chemical Landscapes to Study Microbial Behavior

미생물 행동을 연구하기 위한 제어된 동적 화학 적 경관 생성

We demonstrate a method for the generation of controlled, dynamic chemical pulses&#8213;where localized chemoattractant becomes suddenly available at the ...

Magnetic-, Acoustic-, and Optical-Triple-Responsive Microbubbles for Magnetic Hyperthermia and Pothotothermal Combination Cancer Therapy

자기 고열증 및 포토열 조합 암 치료를 위한 자기, 음향 및 광학 삼중 반응 마이크로 버블

The precision delivery of anti-cancer agents which aim for targeted and deep-penetrated delivery as well as a controlled release at the tumor site has ...