A kvantumpontok egylépéses biofunkcionálása kitozánnal és N-palmitoil-kitozánnal a lehetséges biomedicinális alkalmazásokhoz

Absztrakt

1. Bemutatkozás

Tehát ebben a vizsgálatban egy fluoreszcensen jelölt glikokonjugátumok új osztályát mutatjuk be, amely a kitozán és az N-palmitoil-kitozán által vizes közegben lezárt kvantumpontokon alapul. Ezeket az amfifil biopolimer felülettel rendelkező, biofunkcionált nanokristályokat ígéretes eszközöknek tekintik a lipofil étrend-kiegészítőként a táplálkozás, a gyógyszerészet és a nanomedicina számára.

2. Kísérleti

2.1. Anyagok

Minden reagens és prekurzor, kadmium (II) perklorát-hexahidrát [Cd (ClO4) 2 · 6H2O, Sigma, St. Louis, MO, USA], nátrium-szulfid-nonahidrát (Na2S · 9H2O, Synth, Belo Horizonte-MG, Brazília,> 98 %), nátrium-hidroxid (NaOH ° 99%, Merck, Darmstadt, Németország), ecetsav (CH3COOH ° 99,7%, Synth), ammónium-hidroxid (NH4OH, NH3: 28% –30%, Merck) palmitinsav [IUPAC: hexadekánsav sav, CH3 (CH2) 14COOH), 99%, Sigma, St. Louis, MO, USA), 1-etil-3- [3-dimetilaminopropil] -karbodiimid-hidroklorid (C8H17N3 · HCl, ° 98%, EDC, Sigma ), N-hidroxi-szulfoszukcinimid-nátriumsót (C4H4NNaO6S, 98%, szulfo-NHS, Sigma), metanolt (CH30H, 99,8%, Synth) és acetont (propanon, CH3COCH3, 99,8%, Synth) használtunk. Kitozánport (Sigma, moláris tömeg, MM = 310 000 -> 375 000 g/mol, dezacetilezési fok, DD ≥ 75,0% és viszkozitás 800–2 000 cPoise, 1% 1% ecetsavban) referencia ligandumként használtunk. Deionizált vizet (DI-víz, Millipore Simplicity ™) 18 MΩ · cm ellenállással használtunk az összes oldat elkészítéséhez. Az előállításokat és a szintézist szobahőmérsékleten (23 ± 2 ° C) hajtottuk végre, kivéve, ha ezt meghatároztuk.

2.2. A CdS prekurzor oldatok elkészítési módszerei

Körülbelül 0,196 g Na2S · 9H2O-t adunk DI-vízhez (75 ml) egy 100 ml-es lombikban, és mérsékelt kézi keverés közben 10-15 percig szobahőmérsékleten homogenizáljuk. Ezután a térfogatot 100 ml-re egészítettük ki DI-vízzel. Ezt a kén prekurzor törzsoldatot (8 × 10 −3 mol L −1) „SOL_S” néven emlegettük.

100 ml-es lombikban 75 ml DI-vízhez (kb. 0,4193 g) Cd (ClO4) 2 · 6H2O-t adunk, és mérsékelt kézi keverés közben 10–15 percig szobahőmérsékleten homogenizáljuk. Ezután a térfogatot 100 ml-re tettük fel DI-vízzel. Ezt a kadmium-prekurzor törzsoldatot (1 × 10 −2 mol L −1) „SOL_Cd” -nek neveztük.

2.3. Referencia-kitozán (CHI) 1,0% (w/v) oldat készítése

Kitozán-oldatot (1%, tömeg/térfogat) állítottunk elő 2,59 g kitozán 250 ml ecetsav vizes oldatában (2%, térfogat/térfogat) diszpergálva. A diszperziót éjszakán át állandó keverés közben szobahőmérsékleten tartjuk, amíg a teljes oldódás meg nem történik. A kitozán oldatát nanorészecskék szintéziséhez hígítottuk 0,45 g L-1 vízben („SOL_CHI” néven).

2.4. Eljárás N-palmitoil-kitozán (C-Pal) előállítására

A palmitinsavat konjugáltuk a kitozánpolimerrel, 1-etil-3- [3-dimetil-amino-propil] -karbodiimid-hidroklorid (EDC) alkalmazásával „nulla hosszúságú” térhálósító szerként N-hidroxi-szulfoszukcinimid-nátrium-só (szulfo-NHS) jelenlétében. . Az EDC szulfo-NHS jelenlétében a palmitinsav karboxilcsoportjait aminreaktív észterekké alakítja [17,25]. Ezek az észterek általában reagálnak a kitozánban elérhető aminocsoportokkal, és stabil amidkötésekkel [RC (O) NR’R ’’] összekapcsolt CHI és palmitinsav konjugátumát képezik, amelyet N-palmitoil-kitozánnak (C-Pal) neveznek.

Az N-palmitoil-kitozán előállításához a kitozánt (CHI, 1,0 g) feloldjuk 100% ecetsav (2%, v/v) vizes oldatában, éjszakán át állandó keverés közben szobahőmérsékleten (23 ± 2 ° C). Ezután a teljes oldódás után metanolt (85 ml) adunk hozzá. A sorrendben palmitinsavport (zsírsav, 0,02 g), EDC-t és szulfo-NHS-oldatot (15 ml, 0,07 mol L -1 metanolban) adunk a rendszerhez. Az EDC: palmitinsav mólarány 1: 1 volt. A reakciót mérsékelt keverés közben, 24 órán át szobahőmérsékleten folytatjuk. Az N-palmitoil-kitozán terméket kicsapással összegyűjtöttük metanol-ammónia oldat (200 ml, 7: 3 v/v) hozzáadásával. Mosás (ötször DI vízzel, metanollal és acetonnal) és szűrés után 48 órán át 40 ± 2 ° C-on szárítószekrényben szárítottuk.

A kvantumpont szintézis (1,0%, w/v) C-Pal oldatát úgy készítettük, hogy 0,5 g C-Pal pelyhet feloldottunk ecetsav vizes oldatában (50 ml, 2%, v/v) mérsékelt mágneses keverés közben egy éjszakán át. teljes oldódás történt. A C-Pal oldatát nanorészecskék szintéziséhez 0,45 g L-1-re hígítottuk vízben (a továbbiakban: „SOL_C-Pal”).

2.5. CdS nanorészecskék szintézise CHI és C-Pal oldatokban

A CdS nanorészecskéket vizes úton szintetizáltuk egy reakciós lombikban, az előző szakaszokban részletezett törzsoldatok felhasználásával, Cd 2+ és S 2-prekurzorok, valamint CHI vagy C-Pal mint záró ligandumok. Egy tipikus szintézist a következőképpen hajtottunk végre: „SOL_CHI” vagy „SOL_C-Pal” (47 ml, pH = 3,8 ± 0,1) adtunk a reakcióedénybe. Mérsékelt mágneses keverés közben kadmium-prekurzor oldatot (4,0 ml, Cd 2+, „SOL-Cd) és kénforrás-oldatot (2,5 ml, S 2–,„ SOL_S ”) adunk a lombikba (S 2−: Cd 2+ mólarányt 1: 2 értéken tartottuk). Az oldat sárgás színűvé vált, és 3,0 ml-es mintavételi alikvot részeket gyűjtöttünk különböző időintervallumokban (az elkészítés után 1 nap és 4 nap) az UV-vis spektroszkópiai mérésekhez, amelyeket a kinetikai elemzéshez és a kolloidális stabilitás értékeléséhez használtunk. 4 nap elteltével nem észleltek olyan változásokat, amelyeket a rendszer kolloid stabilitásának tekintettek. A CdS_CHI és CdS_C-Pal biokonjugátum rendszerek szintéziséhez végzett kísérleti eljárás vázlatos ábrázolását az 1. ábra mutatja. .