Резюме

1. Въведение

По този начин в това проучване е представен нов клас флуоресцентно маркирани гликоконюгати, базирани на квантови точки, затворени от хитозан и N-палмитоил хитозан във водна среда. Тези биофункционализирани нанокристали с амфифилни биополимерни повърхности се считат за обещаващи инструменти за потенциална употреба като липофилни хранителни добавки в храненето, фармацевтиката и наномедицината.

биофункционализация

2. Експериментално

2.1. Материали

Всички реагенти и прекурсори, кадмиев (II) перхлорат хексахидрат [Cd (ClO4) 2 · 6H2O, Sigma, Сейнт Луис, МО, САЩ], натриев сулфид неахидрат (Na2S · 9H2O, Synth, Belo Horizonte-MG, Бразилия,> 98 %), натриев хидроксид (NaOH ° 99%, Merck, Дармщат, Германия), оцетна киселина (CH3COOH ° 99,7%, синтезатор), амониев хидроксид (NH4OH, NH3: 28% –30%, Merck) палмитинова киселина [IUPAC: хексадеканова киселина, CH3 (CH2) 14COOH), ° 99%, Sigma, Сейнт Луис, МО, САЩ), 1-етил-3- [3-диметиламинопропил] -карбодиимид хидрохлорид (C8H17N3 · HCl, ° 98%, EDC, Sigma ), N-хидроксисулфосукцинимид натриева сол (C4H4NNaO6S, ° 98%, сулфо-NHS, Sigma), метанол (CH3OH, 99,8%, синтезатор) и ацетон (пропанон, CH3COCH3, 99,8%, синтезатор) са използвани, както са получени. Хитозан на прах (Sigma, моларна маса, MM = 310 000 до> 375 000 g/mol, степен на деацетилиране, DD ≥ 75,0% и вискозитет 800–2 000 cPoise, при 1% в 1% оцетна киселина) се използва като референтен лиганд. При приготвянето на всички разтвори се използва дейонизирана вода (DI-вода, Millipore Simplicity ™) с съпротивление 18 MΩ · cm. Всички препарати и синтез се извършват при стайна температура (23 ± 2 ° C), освен ако не е посочено.

2.2. Методи за подготовка на разтвори на предшественици на CdS

Приблизително 0,196 g Na2S · 9H2O се добавят към DI-вода (75 ml) в колба от 100 ml и се хомогенизират при умерено ръчно разбъркване в продължение на 10-15 минути при стайна температура. След това обемът се допълва до 100 ml с DI-вода. Този основен разтвор на серен предшественик (8 × 10 −3 mol L −1) е посочен като „SOL_S“.

Cd (ClO4) 2 · 6H2O (приблизително 0.4193 g) се добавя към DI-вода (75 mL) в колба от 100 mL и се хомогенизира при умерено ръчно разбъркване в продължение на 10-15 минути при стайна температура. След това обемът се допълва до 100 ml с DI-вода. Този основен разтвор на кадмиев прекурсор (1 × 10 -2 mol L -1) е посочен като „SOL_Cd“.

2.3. Приготвяне на еталонен разтвор на хитозан (CHI) 1,0% (w/v)

Разтвор на хитозан (1%, тегл./Об.) Се приготвя чрез диспергиране на хитозан (2.59 g) във воден разтвор (2%, об./Об.) Оцетна киселина (250 ml). Дисперсията се поставя при постоянно разбъркване в продължение на една нощ при стайна температура, докато настъпи пълно разтваряне. Разтворът на хитозан се разрежда за синтез на наночастици при 0,45 g L -1 във вода (наричан „SOL_CHI“).

2.4. Процедура за получаване на N-палмитоил хитозан (C-Pal)

Палмитиновата киселина се конюгира с хитозановия полимер, използвайки 1-етил-3- [3-диметиламино-пропил] карбодиимид хидрохлорид (EDC) като омрежващо средство с нулева дължина в присъствието на натриева сол N-хидроксисулфосукцинимид (сулфо-NHS) . EDC в присъствието на сулфо-NHS ​​превръща карбоксилните групи на палмитиновата киселина в аминореактивни естери [17,25]. Тези естери често реагират с наличните аминови групи в хитозана, образувайки конюгат от CHI и палмитинова киселина, свързани чрез стабилни амидни връзки [RC (O) NR’R ’’], наричани N-палмитоил хитозан (C-Pal).

За да се получи N-палмитоил хитозан, хитозанът (CHI, 1,0 g) се разтваря във воден разтвор (2%, обем/обем) оцетна киселина (100 ml) при постоянно разбъркване в продължение на една нощ при стайна температура (23 ± 2 ° С). След това, след пълно разтваряне, се добавя метанол (85 ml). В последователността към системата се добавят прах от палмитинова киселина (мастна киселина, 0,02 g) и EDC и разтвор на сулфо-NHS ​​(15 ml, 0,07 mol L -1 в метанол). Моларното съотношение EDC: палмитинова киселина е 1: 1. Реакцията протича при умерено разбъркване в продължение на 24 часа при стайна температура. Продуктът на N-палмитоил хитозан се събира чрез утаяване чрез добавяне на разтвор на метанол-амоняк (200 ml, 7: 3 v/v). След измиване (пет пъти с DI вода, метанол и ацетон) и филтриране се суши в пещ за 48 h при 40 ± 2 ° C.

Приготвя се разтвор на C-Pal за синтез на квантови точки (1.0%, w/v) чрез разтваряне на люспи C-Pal (0.5 g) във воден разтвор на оцетна киселина (50 mL, 2%, v/v) при умерено магнитно разбъркване в продължение на една нощ, докато настъпи пълно разтваряне. Разтворът на C-Pal се разрежда за синтез на наночастици до 0,45 g L -1 във вода (наричан „SOL_C-Pal“).

2.5. Синтез на наночастици CdS в разтвори CHI и C-Pal

CdS наночастиците се синтезират по воден път в реакционна колба, като се използват изходните разтвори, както е подробно описано в предишните раздели, Cd 2+ и S 2 - прекурсори и CHI или C-Pal като лиганд за ограничаване. Типичен синтез се провежда, както следва: „SOL_CHI” или „SOL_C-Pal” (47 mL, pH = 3.8 ± 0.1) се добавят към реакционния съд. При умерено магнитно разбъркване към колбата се добавят разтвор на кадмиев прекурсор (4,0 ml, Cd 2+, „SOL-Cd) и разтвор на сяра (2,5 ml, S 2 -,„ SOL_S “) (S 2−: Cd 2+ моларното съотношение се поддържа на 1: 2). Разтворът става жълтеникав и се събират аликвотни части от 3,0 ml на различни интервали от време (след подготовка, 1 ден и 4 дни) за измервания с UV-vis спектроскопия, които се използват за анализ на кинетиката и оценка на колоидната стабилност. След 4 дни не бяха открити промени, което се счита за колоидна стабилност на системата. Схематично представяне на експерименталната процедура, извършена за синтеза на CdS_CHI и CdS_C-Pal биоконюгатни системи е показано на Фигура 1 .