Name: flash nanoprecipitation for the encapsulation of hydrophobic and hydrophilic compounds in polymeric nanoparticles
Uploaded: 2019-01-07T14:00:00
Duration: 10 min 12 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Flash NanoPrecipitation for the Encapsulation of Hydrophobic and Hydrophilic Compounds in Polymeric Nanoparticles at JoVE.com

עבודה זו נתמכה על ידי מימון מדעי החיים Optimeos, הקרן הלאומית למדע (CBET 1605816), הצעת החוק ואת ומלינדה גייטס (BMGF, OPP1150755), את נבחרת המדע קרן בוגר מחקר לאגודה (DGE-1656466) מוענק K.D.R.

המחברים אין לחשוף.

ומגעים תרכובות הידרופוביות כגון ויטמין E, כמו שלב 1 של הפרוטוקול, כבר מתואר בהרחבה9,14,28. יחסית monodisperse חלקיקים מיוצרים כי ציר הזמן עבור ערבוב קצר יותר מאשר ציר הזמן כדי להפוך את צבירת צמיחה של החלקיקים. באופן ספציפי, הפתרון הממס/antisolvent מעורב במהירות הופכת הומוגנית, המאפשרת התגרענות להתרחש בצורה אחידה. הרכבה של קופולימר לחסום השטח חלקיקים ואז מספק מייצב הסטריים אשר עוצר גדילה חלקיקים5. מאז ערבוב זמן בבית הבליעה (מערבולות) הוא פונקציה של שיעור זרימת כניסת את CIJ או את MIVM, יש שיעור כניסת, אשר מתרחשת לאחר המעבר ערבוב הסוערים, איפה גודל החלקיקים קבוע בעיקרו13. זה מספק חוסן נוספים לתהליך כסגנון אצווה כדי אצווה ניתן לסבול את הוריאציה כניסת flowrate (קרי, מזרק דיכאון מהירות) ללא השפעה משמעותית לגודל NP הסופי כפי שניתן לראות באיור3. כניסת איטי או מחוספס מהירויות יכול לגרום חלקיקים גדולים יותר או הפצות polydisperse יותר, כפי שניתן לראות בדוגמה זו החטאה. FNP גם הוארך כדי לכמס תרכובות הידרופילית חלקיקים על ידי ההיפוך NanoPrecipitation פלאש. אלה הפוכה חלקיקים יכול לאחר מכן ניתן להשתמש כדי ליצור microparticles או להיות מצופה פג ליצירת חלקיקי מים מסיסות25. הרכבה עקרונות היסוד נשארים אותו דבר, למרות שאין מורכבות נוספת crosslinking הליבה של חלקיקים. דבר זה הכרחי לייצוב של החלקיק סביבה מימית. באופן כללי, יחס של 1:1 תשלום בהשוואה לבלוק polyacid מספיקה, אך האינטראקציות יוניים יכול להיות מקודמים על ידי התאמת pH באמצעות התוספת של הבסיס19. ב פרוטוקול זה, תואר רק תהליך הצעד הראשון ל- NPs טופס הפוכה.
בנוסף ערבוב מהיר, ניסוח מוצלח FNP או iFNP הוא מוגבל מופעים בו מספר תנאים ניתן פגש9,14. ראשית, כל זרם תשומות חייב להיות miscible. בעוד אמולסיות שימשו להפקת NPs, FNP דורש שלב פתרון אחיד במיקסר. שנית, מרכיב מרכזי חייב להיות כמעט לא מסיסים-התנאים הממס במיקסר (עבור CIJ, תערובת חצי לפי נפח) לנהוג התגרענות מהירה. אחרת, חלק משמעותי יישאר unencapsulated או הפצצה, יסתיים לאחר דילול נוסף עם antisolvent. MIVM ניתן לאפשר תוכן antisolvent גבוה יותר בבית הבליעה ערבוב לטפל במגבלות מסיסות חומרים הליבה. לעתים קרובות שימושי כדי ליצור עקומות רוויית יתר מהמידע מסיסות כפונקציה של הרכב הממס להנחות תהליך עיצוב9. איור 6 מציגה עקומות נציג עבור שתי תרכובות. רוויית יתר נמוכה-התנאים קאמרית ערבוב לגופו פועלים ב יצירות שונות, שימוש בדרך כלל את MIVM. רוויית יתר גבוה יותר מעדיף את התגרענות של רכיב ה-core על צמיחה של חלקיקים אך אי-התאמה בזמן הרכבה של חומר הליבה, המיצב יכול לגרום אגרגטים גדולים של טיפולית. D'Addio, Prud'homme שסקרו את היישום של עקומות כאלה רוויית יתר פירוט9. לבסוף סניף BCP וחייבים מולקולרי בזרם הממס, הזרם antisolvent חייב להיות סלקטיבי עבור בלוק אחד. סניף BCP חייב להיות מספיק amphiphilic לספק שני solvophobic של נהיגה הכוח מהגוש מכווצת כדי לעגן את המיצב על פני השטח של חלקיקים, עבור בלוק solvated להקנות יציבות הסטריים את החלקיק. ממיסים שאינה מתוארת בפרוטוקול עשוי לשמש כל עוד הם נפגשים אילוצים אלה.
תרגול עם מזרק ידני המבצע ניתן לשפר את אחוזי ההצלחה במהלך ההקרנה. כפי שצוין לעיל, מבצע מעל המעבר תנאים ערבוב הומוגנית, הסוערת פירושו וריאציות קטן קצב הזרימה מתקבלים את תהליך28. הסולם תוצאות זורם מונחה-משאבה, מבוקר-מחשב גדול עוד יותר רווחי אחידות עקב כניסת לשחזור זרימת התעריפים. בשלב כלשהו במהלך עיבוד שלאחר של החלקיקים, בדיקה ויזואלית או DLS ניתוח עשוי להצביע על קיומו של אגרגטים גדולים אשר יכול להיות עקב אי-יציבות אבק או חלקיק נלווים. בעת הצורך, ניתן לסנן את הזרם עם גודל הנקבוביות הסינון המתאימה. בהיעדרו של אגרגטים, מצאנו כי פחות מ 5% המסה אבדה בדרך כלל בעת סינון חלקיקים מצופים פג אם גודל נומינלי מסנן גדול יותר התפלגות גודל החלקיקים. בעת סינון אגרגטים, ניסויית של המוני לאיבוד במהלך התהליך הכרחי. כימות של אובדן מסת יכול להתבצע באחת משתי דרכים. המסה הכוללת מוצקים בנפח נתון יכול להיקבע על ידי אנליזה תרמוגרווימטרית לפני ואחרי סינון כדי לזהות את מידת השינוי (ראה סעיף מידע משלים 2). לחלופין, החלקיקים יכול להיות התאושש (למשל, על-ידי lyophilization), מומס טוב ממס. ישירות אז נמדד הריכוז של חומר הליבה על ידי טכניקה המתאימה כגון ספקטרופוטומטר אולטרה סגול-גלוי או גזים.
עבור FNP, יש להסיר שאריות כרך 10% אורגני הממס (למשל, THF) הפיזור מימית. זה יכול להיעשות על ידי זיקוק אויר14,29, דיאליזה30או31,זרימה וצורניים סינון32. שיקולים מעשיים עבור כל שלב עיבוד מתוארים את האזכורים מסופקים. לדיאליזה, ממברנות טיפוסי הם 3.5 kDa או 6-8 kDa המכנסונים, למרות זמינות אפשרויות גדולות יותר. הפסקת משקל מולקולרי זו מספיקה להסרת ממס בעת דיאליזה במשך 24 שעות ביממה באמצעות מספר שינויים אמבט. השימוש של סינון זרימת וצורניים מצריכה פיתוח תהליך קצת כפי יש לנקוט כדי למנוע גרימת צבירה עקב ריכוז קיטוב על פני הממברנה. מצאנו כי הפחתת הרכב הממס האורגני להלן ערך תלויי-המערכת, בדרך כלל 2-10% vol, מבטלת צבירה על פני הממברנה. לאחר העיבוד, הריכוז של חלקיקים נקבעת בקלות על-ידי אנליזה תרמוגרווימטרית (ראה סעיף מידע משלים 2). רצוי לעיתים קרובות תחבורה או לאחסן חלקיקים בצורה יציבה מאוד. פשוט שיכול להיות קפוא דיספרסיות מימית במהירות בעזרת תערובת אצטון/קרח יבש ולאחר מכן מאוחסן ב- 80 ° c לחלופין, אבקות יבש ניתן להשיג על-ידי33,lyophilization34 או ספריי ייבוש24. לעתים קרובות, יש להוסיף cryoprotectant להפחית nanoparticle צבירת במהלך הקפאה או ייבוש. סוכרים (סוכרוז, טרהלוז, וכו '), poly(ethylene glycol) או cyclodextrins יכולים להיות מוקרן ליעילות מעל טווח ריכוז על ידי פיקוח גודל על-ידי DLS35,36,37, 38. בעיות יציבות NP נפוצות במהלך עיבוד קשורים לעיתים קרובות מסיסות או שלב ההפרדה בתוך ליבת וכתוצאה מכך שחלוף לכיוון התחתון אנרגיה מדינה בתנאים שבהם ניידות מוגברת. שימוש של חומרי ליבה משותפת, מייצבים חלופי או ששונה החיצוני תמיסה הרכב יכול לעזור לשפר את יציבות14,16,17,39,40, 41.
כפי שצוין לעיל, MIVM מאפשר גבוה יותר antisolvent התוכן בבית הבליעה ערבוב בעת הצורך מושגת רוויית יתר גבוהה. זה יכול גם לאפשר ההפרדה הפיזית של מינים לתוך יותר משני הזרמים כאשר תגובתיות או מסיסות המגבלות דורשים זאת. דוגמה לכך היא היווצרות של חלקיקי מיוצב חלבון זיין של אנטיביוטיקה clofazimine24. Clofazimine הידרופוביות הוא הציג זרם אצטון; זיין הוא הציג ב- 60% ethanolic זרם מימית; קזאין, איזה מכלולים עם זיין, הוא הביא עם זרם מאגר מימית, הזרם הרביעי הוא המאגר הנוסף כדי להגדיל את היחס של מים כדי אצטון ואתנול. שני נחלים הממס נדרשים מאז clofazimine וזיין אינם מסיסים הממס הנפוץ. תהליך זה יכול להתבצע לא במיקסר CIJ שני מנועי סילון. זה ניסוח מיוצב חלבון גם מדגים FNP אינה מוגבלת BCP מייצבים. יאנוס חלקיקים הופקו ללא מייצב42 , מגוון של מייצבים נמוכים הוכחו עבור יישומים אוראלי24. ראוי לציין, copolymers כגון hydroxypropyl methylcellulose יכול לשמש במקום בלוק copolymers24. חומרי הליבה יכולה להיעשות יותר הידרופובי על ידי מספר טכניקות. יון הידרופובי זיווג הוחל גם צופנת בחובה מגוון רחב של תרכובות בעלות מסיסות ביניים43,44,45. היה מאוד הידרופוביות prodrugs שנוצר ולאחר מכן אנקפסולציה46. חומצות גרעין יש כבר אנקפסולציה באמצעות complexation עם שומנים cationic47. חשוב, מחקרים אלה הראו כי FNP יכול לייצר מגוון של בדיקות משטח חלקיקים, הביוכימיה. מייצבים נוספים, מעורבות המכיל חלק של BCP שהשתנה עם ליגנד מיקוד בקצה שרשרת שימשו. פעולה זו מאפשרת שליטה מדויקת ליגנד תוכן על פני השטח מאז חלקיקים קומפוזיציה משקף את הרכב23,של הנחל קלט48. באופן דומה, זה ניתן לשלב מספר רכיבים מרכזיים, כולל צבעי חלקיקים אורגניים3,8.
NanoPrecipitation פלאש היא הגישה להרחבה של חלקיקים פולימרים המורכב של הידרופובי או גרעין הידרופילית. אם מתקיימים הקריטריונים לספור מעל, בדרך כלל מעל 95% של חומר הליבה עוברת אנקפסולציה ב גבוהה מסת החלקיק של החלקיק. שלוש הדוגמאות המובאות כאן בוצעו בקנה מידה ספסל, הדורשים כמה מיליגרמים של חומר, כ- 0.5 מ ל כל נחל כניסת. דבר זה מאפשר מיון מהיר של חלקיקים תנאים למיטוב ניסוח. הסולם של עופרת ניסוחים כדי יותר גדול בגדלים אצווה הוא עניין של הפעלת התהליך עבור זמן רב יותר, אשר יכול להתבצע בקלות באמצעות משאבות מזרק או בקרי זרם. לעומת זאת, את קנה המידה של nanoprecipitation תוספת בצובר פונה אתגרים מתועדת היטב שמירה על micromixing מספיק בנקודת תוספת, והיוו האפקט של שינוי הקיבול הגיאומטריה49. זהו מכשול גדול, שכן הוא חיוני לייצור חלקיקים באופן עקבי להכיר את ה-FDA דרישות50. טכניקות מיקרופלואידיקה יכולה גם לייצר חלקיקים אחיד, לשחזור, אך רק לאפשר ייצור בטווח מיליגרם. לדוגמה, Karnik. et al. דיווח על קצב ייצור של 0.25 מ"ג/min לשחרור סמים ללמוד51. הסולם נוספת כרוכה בדרך כלל parallelization על הון גבוה עלות12. FNP, זה פשוט לייצר 1 גרם של חלקיקים ב 600 מ"ג/דקה עם מזרק משאבה ואביזרים כמה להתחבר אינלטס מערבל. כתוצאה מכך, FNP מייצג הן כלי הקרנת מעבדה נגיש-סולם, כמו גם הגישה להרחבה של NP ייצור לעבודה translational.

מאז סוף שנות התשעים, חלה עלייה מתמדת במספר ניסויים קליניים העסקת ננו1,2. הריבית עולה משקף את ההבטחה של ננו כדי לשפר את הזמינות הביולוגית של סמים הידרופובי ולאפשר מיקוד מועדף בתוך גוף3. חלקיקים פולימרים (המכונה חלקיקים או NPs כאן) מייצגים שיעור הולך וגדל של המעמד הזה של חומרים2. NPs משכו עניין כי יש להם מאוד tunable מאפיינים כגון גודל, קומפוזיציה, משטח functionalization4. כאשר מוחל על המינהל תרופות מסיסות, NPs לעתים קרובות יש מבנה ליבה-קליפה טיפולית מתבצעת אנקפסולציה בתוך ליבת הידרופובי ואיפה המעטפת מורכבת מברשת פולימר הידרופילית. דרך פשוטה ליצירת מבנה זה מעסיקה של קופולימר diblock amphiphilic (BCP) המורכב בלוק הידרופובי מתכלה, המהווה חלק הליבה של חלקיקים, ולחסום poly(ethylene glycol) הידרופיליות (PEG), המהווה את המברשת פולימר ו מאציל מייצב הסטריים4,5.
Nanoprecipitation היא טכניקה פבריקציה נוספת נפוצה עבור חלקיקים פולימרים כי זה פשוט ואנרגיה לא אינטנסיבי6. בצורתו הפשוטה ביותר, nanoprecipitation כרוכה בנוסף באמצעות פיפטה של רכיבים NP הממס האורגני כמו אציטון לאמצעי אחסון עודף של מים מנוער. השינוי שחל ממיס את הפתרון מימית שתדללו תוצאות המשקעים של רכיב ה-core קשי תמס. המיצב מרכיבה על השטח הזה גדל חלקיקים, בבימויו של ספיחה של9,108,7,התמוטט בלוק הידרופובי. התפלגות גודל חלקיקים אחיד מתקבל כאשר הממס והמים לערבב במהירות כדי ליצור פתרון הומוגני. ערבוב זה הוא איטי יותר מאשר את התגרענות ואת הרכבה של התוצאות רכיבים בגדול יותר, האוכלוסייה חלקיקים polydisperse יותר. למרות נגיש עבור בדיקה פשוטה, הגישה אצווה מנוער תוצאות השתנות רחב בשל ערבוב עקביות והיא אינה נוטה הסולם6,11. מיקרופלואידיקה הופיעו כמו דרך חדשה לייצור NP שיכולות לפעול באופן רציף. זה אמצעי ייצור נצפה לאחרונה על-ידי דינג. et al. 11 . גישה משותפת משתמש זרימה שכבתית התמקדות כדי לצמצם את היקף אורך הממס ערכים תת מיקרון. ערבוב של antisolvent מתרחשת באמצעות דיפוזיה, אז זרימה קטן מימדים חיוניים ביותר להבטיח חלקיקים אחיד11,12. Parallelization של לשכות מרובים microfluidic הסולם הוא בעייתי עבור אמצעי אחסון הפקה גדולה.
התנאים ערבוב מהיר זה טובה nanoprecipitation מדים ב מיקרופלואידיקה לסירוגין יכול להיות מיוצר בחצר מוגבלת, מערבולות זורם. פלאש NanoPrecipitation (FNP) מעסיקה גיאומטריות ערבוב מיוחד כדי להשיג תנאים אלה תחת flowrates נפח גבוה יותר מאשר אפשרי עם מיקרופלואידיקה. כניסת זרמי הזן תא ערבול בתנאים סוערים שמובילים הדור של מערבולות, כך lamellae הממס/אנטי-solvent יוצרים על היקף אורך דיפוזיה11,13. לפיכך, ערבוב אחיד בסולם זמן קצר יותר מאשר התגרענות וגידול טיפולית מושגת. הגיאומטריה מוגבלת של המיקסר אינו מתיר זרם לעקוף את האזור שבו פיזור אנרגיה הסוערים מתרחשת, המערכת כולה חווה באותו תהליך ההיסטוריה13. התגרענות מתרחשת בצורה אחידה בבית הבליעה ערבוב וממשיך צמיחה החלקיקים עד נעצרה על ידי ההרכבה של סניף BCP על גבי משטח9,14. אז להיות מדולל הנחל מעורבים המכילים חלקיקים יציבים עם antisolvent נוספים כדי לדכא אוסטוולד הבשלה של חלקיקים15,16,17.
מיקסר סילון (CIJ) impinging מוגבל הוא העיצוב מיקסר הפשוטה ביותר עבור FNP וההיתרים ערבוב של שני זרמים באופן מדרגי ומתמשך, כפי שמוצג באיור 1A13. מיקסר כניסת מרובה מערבולת (MIVM) פותחה כדי לאפשר עד ארבע כניסות זרם שונה תוך השגת עדיין את micromixing מהירה הדרושה היווצרות חלקיקים אחיד, כפי שמוצג באיור 1B18. FNP מאפשר סינון פשוט ניסוח זה בקלות יכול להיות מתורגם לייצור בקנה מידה מסחרי. בשל אופיו רציפה של התהליך, גודל אצווה גדולים אינם דורשים ספינות חדשות אבל מעדיף כבר ריצה פעמים, המאפשרת תרגום פשוט לייצור בקנה מידה קילוגרם בתוך הרכבת הציוד אותו.
תרכובות הידרופילית כמו פפטידים וחלבונים ('תכשירים') יכול גם כימוס של ההיפוך termed תהליך NanoPrecipitation פלאש (iFNP). הטכניקה דורש amphiphilic של BCP בה רחוב אחד הוא הידרופובי, והשני הוא polyacid19. השלב הראשוני כרוך ערבוב מהיר של זרם דימתיל סולפוקסיד (דימתיל סולפוקסיד) המכיל את וחיסונים, סניף BCP נגד הממס lipophilic כגון דיכלורומתאן או כלורופורם. התוצאה היא היווצרות של חלקיקים התייצב עם המברשת בלוק הידרופובי. . הנה, ארכיטקטורה כזה ניתן לכנות של NP 'הפוך'. הליבה מכילה את polyacid, שלאחר מכן ionically תפור באמצעות הקטיון multivalent. זה מייצבת את החלקיקים לעיבוד לתוך סביבה מימית בצורה של microparticles או חלקיקים מצופים פג על ידי טכניקות שדווחו בספרות20,19,, או21.
פרוטוקול זה יכול להיות מועסק לייצור בקנה מידה המעבדה של חלקיקים ליבה-קליפה פולימריים לבצע תרכובות הידרופוביות או הידרופילית. פיצולם של הפרוטוקול לספק הוראות על השימוש של שני המעמדות מיקסר - את CIJ ולא את MIVM. הקורא צריך להיות מסוגל להתאים הפרוטוקול עבור רכיבי הליבה הרומן, reproducibly לייצר חלקיקים בגודל הרצוי באמצעות מערבל המתאים על גבי זרם. שלושה ניסוחים דוגמה באמצעות FNP iFNP מוצגים להלן. שני מפעילים המיקסר CIJ, אחד דורש15,MIVM22. ניסוח הראשונים מדגימה ומגעים מודל הידרופובי מורכבות על ידי FNP. ניסוח השני מדגים ומגעים מודל הידרופילית מורכבים על-ידי iFNP במיקסר CIJ. ניסוח סופי מספק דוגמה של כימוס חלבון iFNP באמצעות MIVM. הפרוטוקול עבור זה ניסוח השלישי מתאר את השימוש בקנה מידה קטן, כף יד MIVM כינה את 'μMIVM'. העיצוב מיקסר הוא קטן יותר כדי לאפשר להקרנה ניסוח פשוטה, אבל בשינוי הוא הבין היטב ואינו המיקסר מכשיר microfluidic22. בקטע הסופי של הפרוטוקול כולל כמה הערות על הסולם של עופרת ניסוחים שזוהתה ההקרנה. ניסוחים אלה נועדו לספק נקודות גישה ללימוד התהליך ולהשתמש כתוצאה מכך שאינו מתכלה פוליפוני (styrene)-בסיס פולימרים. מייצבים חלופי תוארו בספרות, עם מספר רב של אפשרויות מסחרי מסתיימים זמין14,23,24.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Confined Impinging Jets Mixer</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td>See supplemental information for engineering drawings. Review text for new mixer validation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer fitting</td>
			<td>Idex Health &#38; Science</td>
			<td>P-604</td>
			<td>Assemble on CIJ or MIVM mixer inlet with corresponding threads</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plug fitting</td>
			<td>Idex Health &#38; Science</td>
			<td>P-309</td>
			<td>Assemble on CIJ mixer sides (seal access point from drilling)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Outlet fitting - CIJ</td>
			<td>Idex Health &#38; Science</td>
			<td>P-205</td>
			<td>Assemble with ferrule and tubing on CIJ chamber outlet</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Outlet ferrule - CIJ</td>
			<td>Idex Health &#38; Science</td>
			<td>P-200</td>
			<td>Assemble with outlet fitting (large end flush with tubing)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Outlet tubing - CIJ</td>
			<td>Idex Health &#38; Science</td>
			<td>1517</td>
			<td>Use tubing cutter for clean ends. Ensure extra tubing doesn&#39;t protrodue into mixing chamber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetrahydrofuran (THF)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>T425-4</td>
			<td>Use stabilizer-free THF to avoid solubility limits of BHT. Peroxides may interfere in some applications.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Norm-ject syringe (3 ml)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>53548-017</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vitamin E (&#945;-tocopherol)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>90669-50G-F</td>
			<td>Store cold</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>poly(styrene-b-ethylene glycol), PS1.6k-b-PEG5k</td>
			<td>Polymer Source</td>
			<td>P13141-SEO</td>
			<td>Other block sizes acceptable depending on application</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>poly(styrene)1.8k</td>
			<td>Polymer Source</td>
			<td>P2275-S</td>
			<td>Example hydrophobic core material</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scintillation vial</td>
			<td>DWK Lifesciences</td>
			<td>74504-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer-slip plastic syringes, 1ml (100 pk)</td>
			<td>National</td>
			<td>S7510-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Maltodextrin DE 4-7</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>419672-100G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>poly(styrene-b-acrylic acid), PS5k-b-PAA4.8k</td>
			<td>Polymer Source</td>
			<td>P5917-SAA</td>
			<td>Other block sizes acceptable depending on application</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl Sulfoxide (DMSO)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>D159-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium chloride dihdyrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>223506-25G</td>
			<td>Hygroscopic.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A452-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium Hydroxide</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>AC423300250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Albumin from chicken egg white (Ovalbumin, OVA)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A5503-1G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multi-Inlet Vortex Mixer</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td>See supplemental information for engineering drawings. Review text for new mixer validation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Outlet fitting - MIVM</td>
			<td>Idex Health &#38; Science</td>
			<td>P-942</td>
			<td>Combination with ferrule</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Outlet tubing - MIVM</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td>Fit to ferrule ID.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>O-ring (MIVM)</td>
			<td>C.E. Conover</td>
			<td>MM1.5 35.50 V75</td>
			<td>Order bulk - consumable part. Ensure solvent compatibility if using an alternative source.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mixer stand</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td>See Markwalter &#38; Prud&#39;homme for design.17</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

flash nanoprecipitation for the encapsulation of hydrophobic and hydrophilic compounds in polymeric nanoparticles

ניסוח של תרכובת טיפולית חלקיקים (NPs) להקנות מאפיינים ייחודיים. לסמים לקוי מסיסים במים, ניסוחים NP באפשרותך לשפר את הזמינות הביולוגית ולשנות הפצת סמים בתוך הגוף. לסמים הידרופילית כמו פפטידים או חלבונים, אנקפסולציה בתוך NPs יכול גם לספק הגנה מפני מנגנונים טבעיים סיווג. קיימות כמה שיטות לייצור של NPs פולימריים כי הם מדרגיים. פלאש NanoPrecipitation (FNP) הוא תהליך העושה שימוש מתוכנן גיאומטריות ערבוב לייצר NPs עם הפצות צר גודל וגדלים tunable בין 30 ל- 400 nm. פרוטוקול זה מספק הוראות ייצור בקנה מידה מעבדה של חלקיקים פולימרים ליבה-קליפה של גודל היעד באמצעות FNP. ניתן ליישם את הפרוטוקול כדי לתמצת תרכובות הידרופוביות או הידרופילית עם שינויים מזעריים בלבד. הטכניקה יכול להיות מועסק ברצון במעבדה בקנה מידה מיליגרם ל מסך ניסוחים. כניסות הפניה ישירות וניתן לשנותם כדי קילוגרם, גרם, סולם. כתהליך מתמשך, הסולם כולל ערבוב עוד זמן תהליך לרוץ במקום תרגום לכלי תהליך חדש. NPs המיוצר על ידי FNP הם מאוד עמוסה טיפולית, מברשת צפופה פולימר המייצבת, וכוללות הפארמצבטית גודל של ± 6%.

הקרנת הסרט NP ניסוחים עם FNP היא מהירה ודורש כמויות קטנות של חומר (גודל 1-10 מ ג). פרוטוקול FNP כדי לכמס תרכובות הידרופוביות כמו ויטמין E (שלב 1) תוצאות גם באורווה, נקה או פיזור NP שאדרה בקלילות. פיזור אור דינאמי (DLS) מספק אמצעים חזקים כדי לאפיין את גודל החלקיקים. כפי שמוצג באיור3, התהליך מייצר NPs עם polydispersity נמוך אופנה לשחזור. האינדקס polydispersity טיפוסי (PDI) הוא פחות מ 0.20, המציין יחסית monodisperse האוכלוסיה. PDI מתקבל מן הפונקציה autocorrelation, מיושם לעיתים קרובות לתוך כלי תוכנה. זה יחס של השנייה מהרגע הראשון, איפה הערכים של 0.1 מתקבלים בדרך כלל עבור חלקיקים monodisperse26. עבור ארבע ויטמין E/PS-b-פג ניסוח משכפל דיווח, הערך היה 0.12 ± 0.02, קוטר ממוצע 107 ± 7 ננומטר. טיפוסי "מתפוצצים מעצמם" או דיכאון לא אחידה מזרקים או מהירות איטית יותר דיכאון הוא דיווח גם באיור3. Polydispersity היה לא מושפע, אבל הגודל היה קצת יותר גדולים (135 ננומטר). כולל את הדוגמא, מדדים חדשים עבור גודל החלקיקים הם 113 ± 14 ננומטר. החטאה תוצאות פרקי זמן שבהם התא מכיל רק סוג זרם יחיד. חשוב כי הנחל כולו חווה את אותו תהליך ההיסטוריה ואמצעי אחסון היחסי של הנחלים ולא מימית אורגניים בתוך המיקסר. ללא מייצב, מופק פתרון אטום עם אגרגטים גלוי. הפונקציה autocorrelation DLS עבור דוגמה זו שאינם במדעי המחשב, לא ריקבון בצורה חלקה, כפי שניתן לראות את שיבוץ איור 3 .
גודל החלקיקים שליטה על ידי FNP הוכח איור 4, איפה שונות ביחס לכמויות חומר הליבה –1.8 k במקרה הזה – ו נ. ב- poly(styrene)b-מייצב פג, גרמו חלקיקים גדלים זה נע בין 49-152 ננומטר. גודל החלקיקים הללו נוצרו עם THF נחלים המכילה ריכוז המוני הכולל של הליבה, מייצב של 20 מ"ג/מ"ל, איפה 25%, 50% או 75% המסה היה חומר הליבה poly(styrene). Polydispersity של חלקיקים תמיד היה פחות מ- 0.15. דיון נרחב על פרמטר ההשפעה על גודל החלקיקים המיוצר על ידי FNP עלול להימצא ב10ספרות. הטעינה יהיה מכוון על ידי מחזיק הקבוע נפח הממס ושלל אמצעי האחסון היחסי של פתרונות מניות ליבה and מייצב. באופן דומה, ריכוז מסה מוחלט יכולים להיות מגוונים על-ידי הכנת מלאי פתרונות-ערכים שונים 10 מ"ג/מ"ל. בתנאים מסוימים, זה ניתן לצפות אוכלוסיה מיצלה ריק על ידי DLS27. לא תהיה לכך השפעה מזיקה מלבד הרחבת התפלגות גודל החלקיקים נמדד. כאשר הגודל דומה, זה יכול להתבטא לשיא רחב יחיד ולא שתי הפסגות נפרדים.
מיקסר CIJ אותו יכול לשמש גם כדי לכמס הידרופילית תרכובות iFNP, למשל, בשלב 2 של הפרוטוקול. החלקיקים מיוצר ניסוח שדווחו הן בסביבות 65 ננומטר עם polydispersity נמוכה של 0.08. ניתן לראות את התפלגות גודל הדמות 5A (קווים מקווקווים). השפעת crosslinking שאריות חומצה קרבוקסילית במספר דוכנים על יציבות חלקיקים מומחש DLS לניתוח ממיס חזק כמו דימתיל סולפוקסיד, כפי שמוצג באיור 5B. הפונקציה autocorrelation עבור חלקיקים טוב-תפור צריך להתחיל ליד ערך של 1 וירידה בחדות ל- 0 בכל פעם אופייני הקשור לגודל החלקיקים (קו רציף). חלקיקים להתנפח בהרחבה או לפזר אינם תפור ולהראות אותות autocorrelation מינימלי (קו מנוקד). עבור iFNP, ניסויים שנכשלו להתבטא בצורה דומה כמתואר FNP לעיל. ניתן לראות אגרגטים גלוי או עלולים להיות שנצפו המסכן DLS autocorrelation פונקציה צורה. MIVM יכול לשמש עבור FNP או iFNP כאשר יותר משני זרמים כניסת נדרשים עקב אילוצי מערכת כגון מסיסות או אי התאמה כימי. גירסת בקנה מידה קטן MIVM (μMIVM) עם מעמד מיקסר שלה מוצגת באיור2. כמו עם CIJ, מערבל זה יכול לשמש כדי לכמס תרכובות הידרופוביות או הידרופילית22. בשלב 3, עבור העטיפה של חלבון הידרופיליות, ביצית, מאת iFNP פרוטוקול תוארה. התפלגות גודל החלקיקים מוצג באיור 5A (קו רציף). הגודל הוא בסביבות 125 nm עם PDI של 0.16. נוהל כללי לפעולה משאבת מזרק-קשקשים גדולים יותר מסופק בשלב 4.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58757/58757fig1.jpg"> איור 1: העצרת מערבל וזרימה פנימי תבנית השרטוטים. מיקסר מטוסי (CIJ) (A) לפגוע חיכוכים עם מזרקים המצורפת ממוקם מעל האמבטיה כבאות. לא בתמונה הם בר מערבבים את המבחנה אמבט כבאות, צלחת מערבבים. הגיאומטריה ערבוב מתואר בתצוגה מורחבת מציג את אינלטס זרם שני אשר פוגעים במרכז החדר. מיקסר כניסת מרובה מערבולת (B) א (μMIVM) מוצג עם זכוכית מזרקים, ממוקם הדוכן מעל אמבט כבאות. לוח ניידים ותחנות מכני יש כבר שנחתכו מהתמונה. התצוגה מורחב מציגה תא מערבולת, את ערוצי כניסת סכמטי. (ג) A ייצוג סכמטי של NPs ליבה-קליפה המיוצר על ידי FNP. כדורים אדומים מייצגים טיפולית אשר, בשילוב עם הרחוב כחול פולימר מכווצת, מהווים את ליבת NP. הרחוב פולימר צהוב טפסים השכבה מברשת להקניית מייצב הסטריים NPs. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58757/58757fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58757/58757fig2.jpg"> איור 2: μMIVM טרמינולוגיה ורכיבים עבור הרכבה. ΜMIVM מחייבת עמדה מערבל כדי לאפשר דיכאון אחיד מזרקים ארבע. במקרה זה, הגולן בוכנה מזרק להיות אחיד כדי להבטיח עקביות ערבוב. אפשר לחילופין להפעיל אותה באמצעות משאבות מזרק. דוכן מיקסר עם רכיבים שכותרתו מוצג בחלק השמאלי של האיור. בצד הימין הוא המיקסר המפורק עם o-ring במקום בדיסק הגיאומטריה ערבוב. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58757/58757fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58757/58757fig3.jpg"> איור 3: חלקיקים בגודל הפצה של חלקיקים פולימרים המכילים גרעין של ויטמין E ויציבה מאת PS -b-פג. פיזור אור דינאמי (DLS) מספק גודל משוקלל העוצמה הפצות המציינים את התפלגות קוטר NP. עקומות הממוצע של ניתוחים triplicate של כל משפט, יש כבר ישתנה כדי לייצר הייטס שיא המרבי זהה. משכפל ארבע (קווים מלאים) לציין את הפארמצבטית גבוהה של השיטה (סטיית תקן = 7 ננומטר). כלולה גם החטאה נציג (קו מקווקו), כגון מהירות איטית יותר של מזרק או דיכאון לא אחידה של שני מזרקים, אשר תוצאות בקוטר של חלקיקים גדולים יותר. סטיית התקן של גודל NP כולל את החטאה בת 14 ננומטר. (פנימי) בלי PS -b-מייצב פג, גדולים בקנה מידה מיקרון אגרגטים (או טיפות, במקרה של שמן כמו ויטמין E) נוצרות. הפונקציה autocorrelation DLS של ריצה ללא המיצב (קו מנוקד) מוצג יחד עם autocorrelation הנציגה של שכפול ננו-חלקיק (קו רציף). הפונקציה autocorrelation מציג את מספר צירי זמן אופייניים עבור המדגם שליטה, המציין אוכלוסייה polydisperse. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58757/58757fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58757/58757fig4.jpg"> איור 4: בקרת גודל החלקיקים על ידי FNP דרך משתנה יחסי היחסי של ליבה חומר מייצב. חלוקות גודל העוצמה משוקלל של ניסוחים שלושה עם גרעין poly(styrene) התייצב מאת PS -b-פג מתוארים. ריכוז מסה מוחלט שבשנות ה 20 מ"ג/מ"ל, antisolvent היה מים. ניסוחים הוכנו במיקסר CIJ. השבר של המסה של חומר הליבה מופיע במקרא. לדוגמה, דגימה 25% הכיל 5 מ"ג/מ"ל poly(styrene) ו- 15 מ"ג/מ"ל PS -b-פג. גודל ממוצע 25% (קו רציף), 50% (קו מקווקו) של 75% (מקף מעורב קו) core loadings היו 49 nm, 96 nm, ו 152 nm, בהתאמה. כל הערכים PDI היו פחות מ- 0.15. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58757/58757fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58757/58757fig5.jpg"> איור 5: אפיון של NPs הפוך עשה מיקסר CIJ או μMIVM. (א) DLS עקומות הם הממוצע של ניתוחים triplicate עבור כל ניסוח. הקו המקווקו מציין התפלגות גודל החלקיקים 3 k MD תוצרת המיקסר CIJ אמנם הקו המלא התפלגות גודל החלקיקים ביצית עשה את μMIVM. (B) כוחו של crosslinking יכול להיות מוערך על ידי DLS באמצעות דימתיל סולפוקסיד כמו diluent. הפונקציה autocorrelation DLS מעיד על כוחו של crosslinking דרך הערך autocorrelation הראשונית התצפית של מעבר נקי על ערך של אפס. הקו המקווקו מתאר את הפונקציה autocorrelation עבור חלקיק עם לא crosslinker מציג אות הראשונית חלש ועת דעיכה רחבה. הקו המלא מתארת את autocorrelation לאחר תוספת של crosslinker חזק (במקרה זה, tetraethylenepentamine), אשר מראה קליטה ראשונית חזקה, ציר זמן דעיכה מוגדרים. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58757/58757fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58757/58757fig6.jpg"> איור 6: רוויית יתר, S, כפונקציה של יחס ערבוב היחסי של הממס האורגני למים. (א) השוואה של רוויית יתר השגה הגבוה ביותר עבור (○) boscalid, חומרי הדברה וכן (■) פפטיד B, פפטיד מודל 7-שאריות. הנחל אורגני מכיל boscalid-ריכוז של 230 מ"ג/מ"ל ופפטיד B-200 מ"ג/מ"ל, ריכוז הרוויה שלהם. יש רוויית יתר המרבית בה תלויה כל המרכיב הפעיל התרופות (API) / solvent המערכת. (B) כאשר הריכוז של boscalid בזרם אורגני הוא ירד 20-fold, התנאים בו מושגות רוויית יתר ו nanoprecipitation נעשות מוגבלות. איור זה הוא הודפס מחדש באישור Elsevier9. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58757/58757fig6large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Flash NanoPrecipitation for the Encapsulation of Hydrophobic and Hydrophilic Compounds in Polymeric Nanoparticles at JoVE.com

Flash NanoPrecipitation for the Encapsulation of Hydrophobic and Hydrophilic Compounds in Polymeric Nanoparticles

פלאש NanoPrecipitation (FNP) היא גישה מדרגי לייצר חלקיקים ליבה-קליפה פולימריים. המעבדה-סולם פורמולציות עבור העטיפה של הרפוי הידרופובי או הידרופילית מתוארים.

פלאש NanoPrecipitation בשביל העטיפה של תרכובות הידרופוביות, הידרופילית חלקיקים פולימרים

The formulation of a therapeutic compound into nanoparticles (NPs) can impart unique properties. For poorly water-soluble drugs, NP formulations can ...

nanoprecipitation פלאש, או טכניקות FNP הפגינו כאן מציעים פלטפורמה מדרגית וישירה עבור אנקפסולציה תרכובות הידרופוביות או הידרופיליות בתוך חלקיקים פולימריים. לבהירות, הטכניקה המשמשת לעיכוך ביולוגיה נקראת nanoprecipitation הבזק הפוך, או IFNP. העקרונות הבסיסיים אינם משתנים, אך מבנה הננו-חלקיקים שנוצר שונה.בדרך כלל, משתמשים חדשים זקוקים לתרגול כדי להפעיל באופן עקבי את מזרקי המזרקים בעת ביצוע ידני של אצוות ננו-חלקיקים קטנות. ניתן לייצר אמצעי אחסון גדולים יותר עם משאבות מזרק הנשלטות על-ידי מחשב. הפרוטוקול שלנו מספק גם פרטים לגבי עיבוד פוסט של פתרונות חלקיקים, אשר לעתים קרובות קריטי ליישום מוצלח של ניסוח.לפני תחילת התהליך, לבדוק את אביזרי מערבל CIJ, ולוודא כי צינורות שקע לא crimped. לאחר מכן, למלא שני מזרקי גומי פוליפרופילן חמישה מיליליטר חינם לואר עם שניים עד שלושה מיליליטר של אצטון, או ממס ניקוי אחר. נעל את המזרקים במתאמי התוך, והגדר את ההרכבה מעל מיכל פסולת.בהתמדה לדכא את הבוכנה לשלוח את הממס דרך תא הערבוב במהלך כמה שניות. לאחר מכן, להסיר את המזרקים, ולייבש את התערובת עם זרם של גז חנקן. הבא, כדי להתחיל להכין את זרם קלט ממס, פיפטה 0.25 מיליליטר של 10 מיליגרם לכל פתרון מיליליטר של ויטמין E, במייצב חינם tetrahydrofuran, לתוך צינור מיקרוצנטריפוגה 1.5 מיליליטר.לאחר מכן, פיפטה 0.25 מיליליטר של 10 מיליגרם לכל פתרון מיליליטר של מייצב קופולימר בלוק ב THF לתוך אותו צינור. Vortex את התערובת במשך חמש עד 10 שניות, ולאחר מכן צנטריפוגה אותו באלף G במשך חמש עד 10 שניות כדי לשחזר נוזל דבק בכובע. הכן צינור צנטריפוגה 1.5 מיליליטר המכיל 0.525 מיליליטר של מים deionized כמו אנטי ממס.לאחר מכן, פיפטה ארבעה מיליליטר של מים deionized לתוך בקבוקון 20 מיליליטר scintillation כדי להפוך את האמבטיה הרווה. מניחים בר ערבוב קטן בבקבוקון. מניחים את מערבל CIJ נקי מעל אמבטיית המרווה במדף או בלוק מבחנה על צלחת ערבוב.התחילו לבחוש באמבט המרווה בכ-75% מהמהירות המרבית האפשרית. לאחר מכן, להתאים מחט קהה קצה למזרק גומי פוליפרופילן אחד מיליליטר חינם, ולצייר את האנטי ממס. בזהירות לגרש בועות אוויר מן המזרק, ולאחר מכן להסיר ולהיפטר המחט.כוונן את הבוכנה כך שהנוזל יגיע רק לקצה המזרק. לאחר מכן, לצרף את המזרק לאחד ההטלות CIJ. משוך את תערובת הממס למזרק שני באותו אופן, והצמד אותו לתוך המזרק השני.כדי ליצור את הננו-חלקיקים, יש לדכא בו זמנית את שתי הבוכנה בתנועה אחידה חלקה בפחות מ-0.5 שניות. זה קריטי כדי לדכא את המזרקים במהירות, באופן שווה, וחלק. אתה לא צריך פתאום להכות את המזרקים, אבל צריך להתחיל את התנועה כבר במגע עם החלק העליון של המזרקים.לאחר מכן, הגדר את מערבל CIJ מעל מיכל הפסולת, מבלי להסיר את המזרקים כדי להבטיח שנפח העיכוב לא יתנקז לפיזור. מוציאים את המשחה מבקבוקון ההבעה, ומכסים אותו. לאחר מכן, להסיר ולהשליך את המזרקים ממס אנטי ממס.נקה את המיקסר לפני ניסוי ה-nanoprecipitation הבזק הבא. כדי להכין מדגם לניתוח פיזור אור דינמי, פיפטה 100 מיקרוליטרים של הפיזור לתוך cuvette. מוסיפים 900 מיקרוליטרים של ממס אמבט מרווה, ומערבבים היטב על ידי צינורות לפני תחילת ניתוח המדגם.כדי להתחיל בהרכבת המיקרו MIVM, מקם את ה- O-ring בדיסק הגיאומטריה המערבב. יישר את החורים בדיסק הערבוב עם היתדות בדיסק העליון, והתאים אותן יחד, תוך הקפדה שלא לעקור את ה- O-ring. שחרר את צינורות השקע המתאימים למקלט התחתון ולאחר מכן בורג הדיסקים המחוברים לתוך המקלט.התאם מפתח ברגים ליתדות הדיסק העליון והדק את ההרכבה. הדקו את צינורות השקע כך שהוא יישב בחוזקה על הפנים התחתונות של דיסק הגיאומטריה המערבב. ודא כי אביזרי המזרק בדיסק העליון נוחים.הרימו את הצלחת הניידת על דוכן המיקסר כדי להרחיק אותה מהדרך, ואז מניחים את המיקסר המורכב על הדוכן, כאשר צינורות השקע מושחלים דרך צלחת התמיכה. לאחר מכן, מניחים צינור צנטריפוגה 15 מיליליטר המכיל 5.25 מיליליטר של כלורופורם כמו אמבטיה מרווה מתחת צינורות שקע. לאחר מכן, לצייר 0.75 מיליליטר של פתרון A, שהוא פתרון חמישה מיליגרם למיליליטר של ovalbumin ב dimethyl sulfoxide ב 10% מים לפי נפח, לתוך מזרק לור לנעול גז אחד מיליליטר הדוק עם מחט קהה הטה.בזהירות לגרש בועות אוויר, להסיר את המחט, ואת הפתרון העיקרי לסוף הולם לולר. חבר את המזרק למפרץ מערבל. חזור על תהליך זה עם 0.75 מיליליטר כל פתרון B, שהוא שישה מיליגרם למיליליטר של מייצב קופולימר בלוק ב- DMSO, ופתרון C, שהוא THF.חבר את המזרקים להיכנסות המיקסר בכיוון השעון, בסדר אלפביתי. הכינו מזרק חזק גז 2.5 מיליליטר המכיל 1.85 מיליליטר של פתרון D, שהוא כלורופורם, ולחבר אותו להיכנס הרביעי. אשר כי אין הבדל משמעותי בגבהים מזרק.לאחר מכן, בזהירות לתפוס את הדיור הנושאת בכל צד של הצלחת הניידת, ולאט לאט להוריד את הצלחת עד שהוא פשוט בקושי נח באופן שווה על גבי המזרקים. כדי ליצור את חלקיקים, בהתמדה ובחלקה לדכא את הצלחת בערך 0.5 עד שנייה אחת. לאחר מכן, להסיר ולכסות את צינור האמבטיה מרווה.לפרק ולנקות את המיקסר כאשר סיים. כדי לעבוד עם כמויות גדולות יותר, לטעון את הפתרונות לתוך מזרקים חזקים גז, ולחבר צינורות polytetrafluoroethylene עם אביזרי לואר למזרקים. התן את הפתרונות לקצוות הצינור.מהדקים את המזרקים למשאבות מזרק, ומחברים את הצינורות לתוך משטחי המיקסר המתאימים. מניחים בקבוקון פסולת קטן מתחת לשקע צינורות לאיסוף נפח ההפעלה. הכינו את אמבטיית המרווה והישמרו אותה בקרבת מקום.בו זמנית, להתחיל את המשאבות, ולתת על חמישה מיליליטר של שפכים לזרום לתוך בקבוקון הפסולת. לאחר מכן, להתחיל לאסוף את חלקיקים באמבטיה מרווה כרגיל. צלחת ערבוב עשוי לשמש כדי לערבב את האמבטיה מרווה אם תרצה.ארבעה שכפולים של FNP של חלקיקים פולימריים עם ליבה הידרופובית, שהוכנו במיקסר CIJ, הראו יכולת תפוקה גבוהה, והם היו מונודיספרסים יחסית, בקוטר ממוצע של 107 ננומטר. טעות ייצוגית מדיכאון מזרק איטי או לא אחיד, הפיק חלקיקים מעט גדולים יותר, בעוד polydispersity לא הושפע בדוגמה זו, misfires יכול לגרום להפצות polydisperse יותר. פונקציית המתאם האוטומטי DLS נרקבה בצורה חלקה עבור מדגם חלקיקי פולימרי מייצג.ריקבון חלק זה לא נצפה בעת ניסוחים ללא מייצב קופולימר בלוק, אשר ייצר טיפות שמן בקנה מידה מיקרון במקום. הכמות היחסית של חומר הליבה למייצב שלטה בגודל החלקיקים, כפי שמוצג כאן, בננו-חלקיקים עם ליבת פוליסטירן. ה- PDI היה מתחת ל- 0.15 בכל ניסוח.חלקיקים עם ליבות הידרופיליות שבו מיוצר על ידי IFNP. חלקיקים עם ליבת מלטודקסטרין, שהוכנו במיקסר CIJ, היו בקוטר של כ-65 ננומטר, והיה להם PDI של 0.08. חלקיקים עם ליבת אובלבומין שהוכנו במיקרו MIVM היו בקוטר של כ-125 ננומטר, והיה להם PDI של 0.16.FNP ו- IFNP הם כלים רבי עוצמה לעיבוד מולקולות וננו-חלקיקים. לפני ביצוע אחת מהטכניקות, הקפד לשקול את המבודדות של כל רכיב בכל הממסים, או תערובות ממס, כדי להבטיח רוויה סופר גבוהה במהלך ערבוב. הטכניקה הבסיסית היא פשוטה, אבל שליטה בצעדי דיכאון המזרק לוקח קצת תרגול.אם אתה מתקשה עם זה, שקול להשתמש בהגדרת משאבת מזרק כמו זו המוצגת בסרטון זה כדי לשפר את העקביות. עבור מולקולות הידרופיליות טעונות, או מולקולות עם מסולביליות ביניים, FNP עשוי להיות משולב עם זיווג יונים הידרופוביים כדי לאפשר אנקפסולציה יעילה. FNP יכול לשמש גם כדי encapsulate תרכובות מרובות באותה ליבת חלקיקים.התייעץ עם הטקסט ומשאבי ספרות אחרים כדי ללמוד כיצד להסיר בצורה הטובה ביותר ממיסים אורגניים מפיזור חלקיקים ביישום הרצוי. יש גם מגוון של טכניקות לייצוב חלקיקים במהלך האחסון.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

A Method for Ovarian Follicle Encapsulation and Culture in a Proteolytically Degradable 3 Dimensional System

שיטה Encapsulation השחלות זקיק ותרבות מערכת 3 מתכלה Proteolytically מימדי

The ovarian follicle is the functional unit of the ovary that secretes sex hormones and supports oocyte maturation. In vitro  follicle techniques provide ...

Fluorescent Nanoparticles for the Measurement of Ion Concentration in Biological Systems

חלקיקים ניאון למדידה של ריכוז יון במערכות ביולוגיות

Tightly regulated ion homeostasis throughout the body is necessary for the prevention of such debilitating states as dehydration.1 In contrast, rapid ion ...

Formulation of Diblock Polymeric Nanoparticles through Nanoprecipitation Technique

גיבוש חלקיקים פולימריים Diblock באמצעות טכניקה Nanoprecipitation

Nanotechnology is a relatively new branch of science that involves harnessing the unique properties of particles that are nanometers in scale ...

Hydrophobic Salt-modified Nafion for Enzyme Immobilization and Stabilization

Nafion הידרופובי מלח, שונה עבור Immobilization האנזים ייצוב

Over the last decade, there has been a wealth of application for immobilized and stabilized enzymes including biocatalysis, biosensors, and biofuel ...

Viral Nanoparticles for In vivo Tumor Imaging

Viral Nanoparticles for In vivo Tumor Imaging

חלקיקים נגיפיים עבור<em&gt; בחי</em&gt; הדמית גידול

The use of nanomaterials has the potential to revolutionize materials science and medicine. Currently, a number of different nanoparticles are being ...

Evaluation of Polymeric Gene Delivery Nanoparticles by Nanoparticle Tracking Analysis and High-throughput Flow Cytometry

הערכת משלוח גן פולימרית חלקיקים על ידי Nanoparticle מעקב ניתוח וזרימת cytometry תפוקה גבוהה

Non-viral gene delivery using polymeric nanoparticles has emerged as an attractive approach for gene therapy to treat genetic diseases1 and as a ...

Programming Stem Cells for Therapeutic Angiogenesis Using Biodegradable Polymeric Nanoparticles

תאי גזע תכנות טיפולי אנגיוגנזה שימוש אורגניים פולימריים חלקיקים

Controlled vascular growth is critical for successful tissue regeneration and wound healing, as well as for treating ischemic diseases such as stroke, ...

The Encapsulation of Cell-free Transcription and Translation Machinery in Vesicles for the Construction of Cellular Mimics

Encapsulation של תמלול נטול סלולרי ומכונות בתרגום לשלפוחית ​​לבניית מחקה סלולרי

As interest shifts from individual molecules to systems of molecules, an increasing number of laboratories have sought to build from the bottom up ...

Solid Lipid Nanoparticles (SLNs) for Intracellular Targeting Applications

Solid Lipid Nanoparticles SLNs for Intracellular Targeting Applications

מוצקים שומנים חלקיקים (SLNs) אפליקציות לתאיות מיקוד

Nanoparticle-based delivery vehicles have shown great promise for intracellular targeting applications, providing a mechanism to specifically alter ...

Production of Metal Nanoparticles by Pulsed Laser-ablation in Liquids: A Tool for Studying the Antibacterial Properties of Nanoparticles

ייצור של חלקיקי מתכת על ידי פעימה לייזר ablation בנוזלים: כלי לחקר מאפיינים אנטיבקטריאליים של חלקיקים

The emergence of multidrug-resistant bacteria is a global clinical concern leading some to speculate about our return to a "pre-antibiotics" era of ...