Name: preparation and characterization of lipophilic doxorubicin pro-drug micelles
Uploaded: 2016-08-02T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 56 s
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This work was supported by the following grants: NIH-SC3 grant, NSF-PREM grant, Hampton University Faculty Research Grant. We would like to thank Mrs. Michele A. Cochran at Virginia Institute of Marine Science (VIMS) for the use of the particle size analyzer. We would also like to thank Mrs. Corinne R. Ramaley for reviewing the manuscript.

DOX-PAの1の合成<ol><li>ドキソルビシン390mgのパルミチン酸ヒドラジドの243ミリグラムを秤量し、丸底フラスコに移します。 </li><li>ガラスシリンジでフラスコに無水メタノール150mlを追加します。ピペットでトリフルオロ酢酸（TFA）の39μLを加えます。マグネチックスターラーを用いて、暗所で室温で18時間、反応混合物を攪拌します。 注：反応物質の量をスケールアップすることができ、またはダウンDOX-PAの異なる量を得ました。反応体の比率が同じ比率で維持されるべきです。 78 mgの1170ミリグラムの範囲でDOXの量を使用する反応は、通常の化学実験室で行うことができます。 </li><li>シリカゲルカラムを用いてDOX-PAの精製。17 <ol><li>ロータリーエバポレーターで反応混合物中の溶媒を除去します。混合物の体積を約20 mlまで低下した後、シリカゲルを3gを加えます。乾燥粉末を得るために回転蒸発を続行し、トンを可能にするために、シリカゲルへの製品の吸着彼。乾燥粉末が形成された後、さらに30分間真空下でサンプルを保管してください。 </li><li>溶媒としてジクロロメタンを用いてカラムにシリカゲル50gのパック。慎重にカラムに吸着した生成物を含有するシリカゲルのサンプルを追加します。 </li><li>徐々にそれによって溶媒極性（ 表1）を増加させる、メタノールの割合を増加させながら、ジクロロメタンおよびメタノールの混合物でカラムを溶出します。 </li><li>試験管（25ミリリットル/チューブ）における溶離液の画分を収集し、薄層クロマトグラフィー（TLC）によって進行状況を監視します。 </li><li>純粋なDOX-PAを含む全ての画分を合わせ、乾燥粉末が形成されるまで、ロータリーエバポレーターを用いて溶媒を除去します。さらに真空O / Nの下で生成物を乾燥。 </li></ol></li><li> TLCによるDOX-PAの分析。 <ol><li> TLCプレートの4センチメートル×8センチセクションをカット。スポット試料溶液TLCがMETを使用して毛細血管をスポッティングとプレートの底から0.5センチメートル溶媒としてhanol。 </li><li>ジクロロメタンおよびメタノールの混合物を含有する現像室にTLCプレートを置き（3/1、v / v）でした。溶剤の深さはわずか0.5未満cmでなければなりません。 </li><li>溶媒先端がプレートの上部に到達したときに現像室からプレートを取り外します。鉛筆で溶媒先端の​​位置をマークし、プレートを乾燥させます。サンプルを可視化するために、飽和ヨウ素蒸気を含む染色室にTLCプレートを置きます。 </li></ol></li><li> 1 H核磁気共鳴分光法（1 H-NMR）によるDOX-PAの分析。18 <ol><li>メチルスルホキシド-D6（DMSO）の1ミリリットル中にDOX-PAの15ミリグラムを溶解し、NMRチューブにサンプルを移します。 </li><li> NMR装置の磁石にNMR管を挿入します。溶媒としてDMSOを選択し、プロトンスペクトルを測定します。磁石からのNMRチューブを外します。 NMRの結果18を分析します。 </li></ol></li></ol> 2。フィルム分散法によるDOX-PAミセルの調製<ol><li> DSPE-PEG（40 mg）をDOX-PA（4 mg）を10mlのガラスバイアル中の2mlのメタノールで溶解します。 </li><li>バイアル中の薄膜が形成されるまで、ロータリーエバポレーターを用いて減圧下で有機溶媒を除去。 注：また、膜を形成し、さらに、残留溶媒を除去し、真空デシケーター中でバイアルを維持するために、不活性ガス（ 例えば 、アルゴンまたは窒素）下で有機溶媒を蒸発させます。 </li><li>転写ガラスバイアルにダルベッコのリン酸緩衝生理食塩水（pH7.4の、DPBS）2 mlです。 </li><li>ミセルを生成するために、室温で3分間、超音波浴中でバイアルを置きます。 注：超音波パワーは超音波風呂の異なるモデル間で変化します。薄いポリマー/薬物フィルムを分散させるのに十分な超音波パワーを発生させることができるユニットを選択します。このプロトコルで使用される超音波浴の出力電力は110 Wです。 </li><li>短期記憶のために4℃でミセルを維持し、-20長いため℃〜-termストレージ。 注：また、ミセルはまた、凍結乾燥し、使用前に水で再構成することができます。通常、何の凍結保護剤または凍結保護剤は、この製剤のために必要とされていません。 </li></ol> DOX-PAミセルの3キャラクタリゼーション<ol><li> ミセルおよび薬物封入効率のDOX-PA濃度の決意 <ol><li> 1μg/ mlで、5μgの/ mlで、20μgの/ mlで、50μgの/ mlの、および100μg/ mlの：DOX-PAは、5つの異なる濃度のDOX-PA溶液を調製するため、DMSO中に前の手順で合成し溶解します。 490nmでのUV-VIS分光計でDOX-PAソリューションの吸収を測定します。 DOX-PAの薬物濃度と490nmのそれらに対応する吸収に基づいて標準曲線を生成します。 </li><li> DMSOの500μlの薬物負荷ミセル25μlの希釈します。 UV-VIS分光光度計で490nmの吸収を測定します。 3.1.1で作成した標準曲線を用いて薬物濃度を計算します。 </li><li>以下の式を用いて封入効率を計算します。 薬物封入効率（％）=（ミセル中の薬物の量）/（添加薬剤の量）×100％ </li></ol></li><li> 動的光散乱と粒子サイズの特性（DLS） <ol><li> 1mg / mlの最終DSPE-PEG濃度にDPBS（pH7.4）中でミセルを希釈します。 Z平均寸法及び多分散性指数（PDI）を得るために、粒子サイズ分析器で2mLのサンプルを分析します。 </li></ol></li><li> インビトロでの抗癌活性の評価 注：適切な滅菌技術を使用し、バイオセーフティキャビネット内で動作します。 <ol><li> DU-145ヒト前立腺癌細胞を含む細胞培養フラスコ（ 例えば、T25）から細胞培養培地を除去し、DPBS 2mlの液（pH7.4）で細胞を洗浄します。 </li><li>吸引DPBSを、トリプシン溶液1ml（0.25％）を添加し、細胞を剥離するために、37℃で2分間インキュベートします。 </li><li> 10メートルを追加ほとんどの細胞をフラスコから剥離された細胞培養培地のリットル（RPMI1640培地+ 10％ウシ胎児血清+ 1％抗生物質 - 抗真菌）。 15-ml遠心チューブと遠心分離機5分間千×gで細胞に細胞を移します。 </li><li>細胞培養培地5mlで細胞ペレットを再懸濁し、血球計で細胞数をカウントするサンプルを除去します。 50,000細胞/ mlの濃度に細胞培養培地で細胞を希釈します。 96ウェル細胞培養プレート中に希釈された細胞懸濁液を加える（100μl/ウェル）。細胞接着を可能にするために18時間細胞培養インキュベーター（37℃、5％CO 2）で細胞をインキュベートします。 </li><li>希釈DOXのジメチルスルホキシド、それぞれ0.1μM、0.5μMの最終薬物濃度を得るための（DMSO）溶液と細胞培養培地とDOX-PA DMSO溶液を、2μM、5μM、及び10μM、。 0.5％に上記のすべてのサンプルで最終DMSO濃度を保ちます。最終薬物COを得るために、細胞培養培地を用いてDOX-PAミセルを希釈それぞれ0.1μM、0.5μMのncentrations、2μM、5μM、及び10μM、。ブランクの細胞培養培地にコントロールを使用してください。 </li><li>インキュベーターから96ウェル細胞培養プレートを取り外して、ステップ3.3.5で調製した異なる治療剤を含む培地100μlの細胞培養培地を交換し（各群n = 4）。さらに72時間細胞培養インキュベーター（37℃、5％CO 2）で細胞をインキュベートします。 </li><li>吸引培地、3-（4,5-ジメチルチアゾール-2-イル）-2,5-ジフェニルテトラゾリウムブロミド（MTT）の0.5ミリグラム/ mlを含む培地100μlを加えます。 </li><li>さらに2時間、細胞培養インキュベーター中で細胞をインキュベートします。慎重に培地を除去し、ホルマザン結晶を溶解させるために100μlのDMSOを追加します。 </li><li>波長570nmと670nmでの参照波長でマイクロプレート分光光度計で吸光度を測定します。 </li><li>以下の式を用いて細胞生存率を計算します。 <stronグラム&gt;細胞の生存率（％）=（ 試験 / 対照 ）×100％ 注：一元配置分散分析（ANOVA）統計的検定を用いて異なるグループ間での細胞生存率を比較します。薬物濃度データ対細胞生存率に基づいて、IC 50を計算します。 </li></ol></li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

本研究では、ミセルの調製のための単純、迅速なフィルム分散法を説明します。この方法は、水性環境中でコアシェル構造のミセルを形成する両親媒性ポリマー（ 例えば 、DSPE-PEG）の自己集合特性を利用します。このミセルの調製方法は、いくつかの利点を有します。 1.これは、一般的に、リポソーム、ナノ粒子、およびナノエマルジ ​​ョンの調製に使用される（例えば、押出しまたは均質化のような）複雑なサイズ縮小工程の使用を回避する単純な処方プロセスを伴う。19 2。これは、良好な再現性を持っています。製剤を最適化し、確立された後、優れたバッチ間の一貫性を達成することができます。プロトコルは、超音波処理の強度及び時間のような製造プロセス変数の変動に耐性があります。 （このような透析アプローチまたはエマルジョン溶媒蒸発法など）他の方法は、フィルムの分散ミセルを調製するために利用可能であるが、この方法は、より便利で効率的です。従って、製薬産業におけるミセルの大規模製造における使用のために適合させる大きな可能性を秘めています。この方法の制限は、担体材料の自己組織化特性に依存するので、このような特性を有する材料に限定されることです。ポリマー材料の不適切な選択は、良好なミセル製剤を生成する際に障害をもたらし得ます。また、製造方法は、ポリマー/薬物フィルムを分散させ、ミセルの形成を促進するために超音波処理に依存しています。唯一の弱い超音波パワーがミセルを形成するために必要とされるため、ほとんどの市販の超音波浴が適当です。非常に弱い力を持つ超音波浴を使用している場合しかし、それは問題である可能性があります。 悪い薬物負荷と早期の薬物放出は、ミセル薬物送達のための主要な関心事です。このプロトコルでは、負荷を高めるために、親油性プロドラッグ戦略を開発しましたDSPE-PEGミセルにドキソルビシンる。脂質とドキソルビシンの結合が有意DSPE-PEGミセルの脂質コアを有する薬剤の互換性と相互作用を改善しました。プロドラッグ、DOX-PAは、酸性のpH応答性ヒドラゾンリンカーを介して脂質とドキソルビシンを結合させることにより合成しました。このリンカーは。したがって、DOXを安定的に中性pHでのプロドラッグとしてDSPE-PEGミセルにロードされている20,21酸性pHで中性のpHで安定して切断可能で、保存時に血液中の循環の中に最小限の薬物漏出を持っています。 DOX-PAミセルは、エンドサイトーシスを介して腫瘍細胞を入力すると、DOX-PAプロドラッグは、切断し、酸性のエンドソーム環境（pHは5-6）に応じて自由にDOXに変換されます。 DOXは、DOX-PAよりも親水性であるため、この変換は、DOXおよびミセルの疎水性コアとの間の相互作用を破壊し、したがってミセルからのDOXの迅速な放出を促進します。この革新的な設計上の特徴は、不完全な薬物放出を避けることができます非切断または遅い切断リンカーを用いて薬物複合体に関連する主要な問題である。22このアプローチは、他の薬物の送達に適用することができます。適切なリンカーの選択は、このアプローチの成功のために重要です。リンカーは、製剤の安定性を最大にするために、生理的環境下で安定であるべきです。リンカーはまた、効率的に親薬物を放出するために、腫瘍の微小環境（ 例えば、pH、酵素など ）でのトリガに応じて切断されるべきです。 このプロトコルでは、DOX-PAは、効率的に高い封入効率（〜100％）とミセルに装填しました。ミセル製剤は、優れた安定性を示し、薬物の沈殿又は薬物濃度を低下させることなく、少なくとも3週間無傷のままでした。これは、プロドラッグおよびDSPE-PEGミセルの脂質コア中の脂質部分との間の相互作用の増強によるものです。 compatibiエンジニアそれらの相互作用を増強する薬剤と担体分子のリティは、ミセルおよび他のナノキャリアのパフォーマンスを改善するための有望な戦略です。このアプローチは、薬物負荷を強化し、これらのナノキャリアのための前の成熟薬物放出を最小限に抑えることができます。適切な薬物/ポリマーペアの23の選択は、ミセル製剤を設計する上で重要なステップです。薬物分子の構造を変更することができる（プロドラッグアプローチ）、または担体材料の設計は、互換性を改善し、薬物/担体の相互作用を高めるために最適化することができる。また23 24、計算モデルが支援する有用なツールであることができますナノキャリアの最適化において、特定の特定の薬物のためにオーダーメイドに設計されたナノキャリアを準備することを可能にします。 要約すると、我々はここでドキソルビシンの親油性プロドラッグを合成する方法について説明します。薬物担持ミセルの調製および特徴付けのためのプロトコルもDESCRありますibed。膜分散法は、ナノスケール自己集合送達システムの多様を製造するための簡単​​かつ有望な方法です。ここで説明する特徴付け方法は、製剤及び製品開発プロセスの最適化を容易にすることができるため、nanomedicinesの特性を決定するためのインビトロアッセイにおいて標準として使用することができます。

化学療法は一般に、癌の種々の形態を治療するために使用されます。すべてではないが、ほとんどは、化学療法薬は、より多くの生命を脅かす条件に、このような吐き気や下痢などの管理がマイナー条件と異なる場合があり毒性の副作用を持っています。ほとんどの抗がん剤は毒性があるので、正常組織へのこれらの薬剤の非選択的露光は、必然的に毒性を引き起こします。したがって、選択的に癌細胞に薬物を送達することができる治療的アプローチのための大きい必要性があります。抗がん剤の投与と別の課題は、それらの難水溶性です。通常、可溶化剤は、これらの難溶性薬物を処方するために必要とされます。しかし、ほとんどの可溶化ジメチルスルホキシド（DMSO）、クレモフォールELなどの薬剤、およびポリソルベート80（ツイーン80）は、肝臓と腎臓毒性、溶血、急性過敏性反応や末梢神経障害を引き起こす可能性があります。1ので、安全で、生体適合性の製剤は、のために必要とされています貧しい人々の臨床使用LY可溶性抗癌剤。ナノキャリアは、上記の課題に対処するための薬物送達システムが期待されています。これらのナノキャリアは、リポソーム、2ナノ粒子、3ミセル、4-7ポリマー-薬物コンジュゲート、8および無機材料が挙げられる。9、いくつかのナノ医療製品は、（ 例えば 、ドキシル、アブラキサン、およびGenexol）は癌患者を治療するための規制当局によって承認されています。 10 高分子ミセルは、正常抗癌剤を送達するために使用されているナノスケール薬物送達キャリアを、期待されている。4-7,11,12典型的な高分子ミセルは、自己組織化プロセスを介して両親媒性ポリマーから調製されます。コア - シェル構造化された高分子ミセルは、親水性シェルと疎水性コアを含みます。親水性シェルは、立体的にミセルを安定化し、血流での循環を延長することができます。疎水性コアは、効果的に疎水性Dをカプセル化することができますラグ。そのため、小さなミセルのサイズ（一般的には200nm未満）および長期循環特性により、高分子ミセルは、強化された透過性および保持（EPR）効果（受動的腫瘍標的）を介して腫瘍ターゲッティングを達成すると考えられています。 薬物負荷の安定性は、ミセルの能力を腫瘍ターゲティングのために重要です。最適な腫瘍標的化を達成するために、ミセルは、腫瘍部位に到達する前に、最小限の薬物の漏出を有し、まだすぐにがん細胞を入力した後に薬物を放出すべきです。製剤の安定性は、製品開発の実現可能性、ならびに開発された製品の貯蔵寿命を決定するために加えて、製剤の安定性は、製品開発のための必須要件です。最近、多くの努力は、送達担体への薬物の負荷を改善するためになされています。親油性プロドラッグアプローチは、脂質ナノ粒子及び乳剤に薬物負荷を改善するために検討されている戦略である。13,14 CONJ薬物と脂質のugationは大幅に親油性を向上させ、ナノキャリアの親油性成分でロードと保持を高めることができます。 ここでは、親油性のドキソルビシンプロドラッグロードミセルを調製するためのプロトコルについて説明します。まず、親油性プロドラッグをドキソルビシンの合成手順を説明します。その後、膜分散法を用いてミセルを生成するためのプロトコルが導入されます。この方法は、正常に我々の以前の研究で使用されてきた。それは、正常ミセル薬物送達のために使用されているため、5 DSPE-PEGは、ミセルを調製するための担体材料として選択した。15,16最後に、我々は、ミセルを特徴付けるために使用されるいくつかのインビトロアッセイを記載抗癌活性を評価するための製剤および。

<table><tbody><tr><td>DSPE-PEG2K</td><td>Cordenpharm</td><td>LP-R4-039</td><td>&gt;95%</td></tr><tr><td>Doxorubicin</td><td>LC Laboratories</td><td>D-4000</td><td>&gt;99%</td></tr><tr><td>Palmitic Acid Hydrazide</td><td>TCI AMERICA&amp;nbsp;&amp;nbsp;</td><td>P000425G</td><td>&gt;98.0%</td></tr><tr><td>Methanol</td><td>ACROS Organics</td><td>610981000</td><td>Anhydrous</td></tr><tr><td>Methylene chloride&amp;nbsp;</td><td>FISHER&amp;nbsp;</td><td>D151-4</td><td>99.90%</td></tr><tr><td>Methyl sulfoxide-d&lt;sub&gt;6&lt;/sub&gt;</td><td>ACROS Organics</td><td>AC320760075</td><td>NMR solvent</td></tr><tr><td>Trifluoroacetic Acid&amp;nbsp;</td><td>ACROS Organics</td><td>AC293811000</td><td>99.50%</td></tr><tr><td>Silica Gel</td><td>FISHER&amp;nbsp;</td><td>L-7446</td><td>230-400 mesh</td></tr><tr><td>Baker Flex TLC Plates</td><td>FISHER&amp;nbsp;</td><td>NC9990129</td><td></td></tr><tr><td>DPBS</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D8537</td><td></td></tr><tr><td>DU 145&amp;nbsp; Prostate Cancer Cells</td><td>ATCC</td><td>HTB-81</td><td></td></tr><tr><td>MTT</td><td>ACROS Organics</td><td>158990050</td><td>98%</td></tr><tr><td>RPMI 1640 Medium</td><td>MEDIATECH INC&amp;nbsp;</td><td>10041CV</td><td></td></tr><tr><td>Antibiotic-Antimycotic&amp;nbsp;</td><td>LIFE TECHNOLOGIES&amp;nbsp;</td><td>15240062</td><td>100x stock solution</td></tr><tr><td>Fetal Bovine Serum</td><td>LIFE TECHNOLOGIES&amp;nbsp;</td><td>10437077</td><td></td></tr><tr><td>Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy</td><td>Varian, Inc</td><td></td><td>300 NMR&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>B&amp;uuml;chi R-3 Rotavapor</td><td>Buchi</td><td>1103022V1&amp;nbsp;</td><td>Rotary evaporator</td></tr><tr><td>Ultrasonic Bath</td><td>BRANSON ULTRASONICS CORPORATION&amp;nbsp;</td><td>CPX952318R</td><td></td></tr><tr><td>UV-VIS spectrometer Biomate 3</td><td>Thermo Spectronic</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Zetasizer Nano ZS90&amp;nbsp;</td><td>Malvern Instruments</td><td></td><td>Particle Size Analyer</td></tr><tr><td>Microplate Spectrophotometer&amp;nbsp;</td><td>Rio-Rad</td><td>Benchmark Plus&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Cell Culture Incubator</td><td>Napco</td><td>CO2 6000</td><td></td></tr><tr><td>Biological Safety Cabinet</td><td>Nuaire</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SigmaPlot&amp;nbsp;</td><td>Systat Software, Inc.</td><td></td><td>Analytical Software</td></tr><tr><td>96-Well Cell Culture Plate</td><td>Becton Dickinson</td><td>353072</td><td></td></tr><tr><td>Trypsin&amp;nbsp; 0.25%</td><td>Corning Cellgro</td><td>25-053-CI</td><td></td></tr></tbody></table>

preparation and characterization of lipophilic doxorubicin pro-drug micelles

Micelles have been successfully used for the delivery of anticancer drugs. Amphiphilic polymers form core-shell structured micelles in an aqueous environment through self-assembly. The hydrophobic core of micelles functions as a drug reservoir and encapsulates hydrophobic drugs. The hydrophilic shell prevents the aggregation of micelles and also prolongs their systemic circulation in vivo. In this protocol, we describe a method to synthesize a doxorubicin lipophilic pro-drug, doxorubicin-palmitic acid (DOX-PA), which will enhance drug loading into micelles. A pH-sensitive hydrazone linker was used to conjugate doxorubicin with the lipid, which facilitates the release of free doxorubicin inside cancer cells. Synthesized DOX-PA was purified with a silica gel column using dichloromethane/methanol as the eluent. Purified DOX-PA was analyzed with thin layer chromatography (TLC) and 1H-Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (1H-NMR). A film dispersion method was used to prepare DOX-PA loaded DSPE-PEG micelles. In addition, several methods for characterizing micelle formulations are described, including determination of DOX-PA concentration and encapsulation efficiency, measurement of particle size and distribution, and assessment of in vitro anticancer activities. This protocol provides useful information regarding the preparation and characterization of drug-loaded micelles and thus will facilitate the research and development of novel micelle-based cancer nanomedicines.

図1は、DOX-PAの合成スキームを示します。 DOX-PAは、pH感受性ヒドラゾン結合を通してドキソルビシンとパルミチン酸の結合により合成しました。パルミチン酸ヒドラジドのわずかに過剰に反応の完了を促進するために使用されました。この反応方法は、非常に高い効率およびドキソルビシンの少量は18時間の反応（ 図2）の後に残っています。収率は約88％でした。反応の終わりに、DOX-PAは、シリカゲルカラムを用いて精製し、純粋な赤色の固体生成物を得ました。 DOX-PAは、精製されたDOX-PA（ 図2）のための単一のスポットを示したTLCで分析した。 図3は、DOX-PAの1 H-NMRスペクトルを示す図 。ドキソルビシンおよびパルミチン酸の両方の特性NMRピークは、さらに結合反応の成功が確認され、観察されました。 図4に示されている。薬のない空白DSPE-PEGミセルは、透明な液体として表示されます。 DOX-PA DSPE-PEGミセルは、赤色の液体として表示されます。赤い色は、ミセルにロードされたDOX-PAによるものです。粒径分析の代表的結果を図5に示す。ブランクDSPE-PEGミセルためのZ平均平均粒径は17.0±0.5nmで（PDI = 0.034±0.019）でした。 DOX-PAの負荷がわずかにミセルの粒子サイズを増加しました。 DOX-PA DSPE-PEGミセルのためのZ平均平均粒径は25.7±1.6nmで（PDI = 0.407±0.035）でした。 ミセル製剤中のDOX-PAの濃度を490nmでの吸収に基づいて決定しました。 DSPE-PEGは、DOX-PA濃度の分析に干渉しないため、この波長で無視できる吸収を有します。ミセル製剤中のDOX-PAの濃度は、1.99±0.11ミリリットルミリグラム/および薬物負荷効​​率は99.3±5.7％でした。高い封入効率は、ミセルの疎水性コアにその保持を高めるDOX-PAの親油性の特徴によるものです。製剤は、優れた安定性を示しました。 3週間、4℃ - で保存した場合、目に見える沈殿はありませんでした。薬物濃度の有意な変化は、貯蔵中に観察されませんでした。 DU-145ヒト前立腺癌細胞は遊離ドキソルビシンの異なる濃度の遊離DOX-PA、及びDOX-PA DSPE-PEGミセルで処理しました。細胞生存率はMTTアッセイ（ 図6）を使用して、72時間の処理の終了時に測定しました。細胞生存率の濃度依存性の減少が遊離ドキソルビシン（IC 50 = 0.10μM）、無料のDOX-PA（IC 50 = 0.33μM）、またはDOX-PAミセル（IC 50 = 0.25μM）でDU145細胞を処理することによって達成されました。遊離ドキソルビシンはあるが<html>無料のDOX-PAまたは低濃度でDOX-PAミセル（0.1μMおよび0.5μM）よりも効果的で、DOX-PA群ではより高濃度（2-10μM）で遊離のドキソルビシンよりも細胞生存率の大きな減少を示しました。また、両方高く、低濃度でDOX-PAおよびDOX-PAミセルの間に有意な差はないように思われました。ブランクDSPE-PEGミセルは、薬物送達の担体材料として良好な生体適合性及びDSPE-PEGの安全性を示す（データは示していない）毒性を示しませんでした。 <img alt="図1" src="/files/ftp_upload/54338/54338fig1.jpg" /> 図1ドキソルビシンの親油性プロドラッグの合成（DOX-PA）試薬および条件：メタノールに溶解し、ドキソルビシン（DOX）、パルミチン酸ヒドラジド（PA）及びトリフルオロ酢酸（TFA）をRTで18時間攪拌しました。ダーク。<html>トン= &quot;_空白&quot;&gt;この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。 <img alt="図2" src="/files/ftp_upload/54338/54338fig2.jpg" /> 図2薄層クロマトグラフィー（TLC）（1）ドキソルビシンのTLC、（2）生の反応混合物、（3）パルミチン酸ヒドラジド、及び（4）DOX-PAの結合体。サンプルは（3/1、v / v）のジクロロメタンとメタノールの混合物で開発され、ヨウ素で染色した。 <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54338/54338fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <img alt="図3" src="/files/ftp_upload/54338/54338fig3.jpg" /> 重水素化DMSO中のDOX-PAの 図3. 1 H-NMR。DOXとPAの両方からの特徴的なピークの存在は、結合反応の成功を示しています。：//www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54338/54338fig3large.jpg &quot;ターゲット=&quot; _空白 &quot;&gt;この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。 <img alt="図4" src="/files/ftp_upload/54338/54338fig4.jpg" /> ミセルの 図4. 外観。（A）DSPE-PEGミセルおよび（B）DOX-PA DSPE-PEGミセル。代表的な数値は空白のDSPE-PEGミセルとDOX-PA DSPE-PEGミセルの外観を示すために提示されている。 <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54338/54338fig4large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <img alt="図5" src="/files/ftp_upload/54338/54338fig5.jpg" /> 図5 粒径およびミセルのサイズ分布を示す。（A）DSPE-PEGミセル及び（B）DOX<html> -PA DSPE-PEGミセル。ミセルのサイズは、動的光散乱によって決定されます。代表的な数値は、粒子サイズ及びサイズ分布を示すために提示されています。提示されたデータは、平均±SD（n = 3）である。 <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54338/54338fig5large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <img alt="図6" src="/files/ftp_upload/54338/54338fig6.jpg" /> ミセル製剤の 図6. 抗癌活性は、DU145細胞を、MTTアッセイを用いて測定した72時間および細胞生存率のために処理しました。図に示されるデータは平均±SD（N = 4）です。 *、DOX処理した群と比較してP &lt;0.01、。処置群DOX-PAおよびDOX-PAミセルとの間に統計的な差はありません。 IC 50は、薬物濃度データ対細胞生存率を算出しました。p_upload / 54338 / 54338fig6large.jpg &quot;ターゲット=&quot; _空白 &quot;&gt;この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。 <img alt="表1" src="/files/ftp_upload/54338/54338table1.jpg" /> DOX-PAの精製に使用される溶媒を溶離 表1 の CH 2 Cl 2 / CH 3 OH。

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Preparation and Characterization of Lipophilic Doxorubicin Pro-drug Micelles

親油性のドキソルビシンプロドラッグの調製および特徴付けのためのプロトコルは、1,2- distearoyl- SN -glycero -3- phosphoethanolamine- Nロード- [アミノ（ポリエチレングリコール）-2000]の（DSPE-PEG）ミセルが記載されています。

親油性ドキソルビシンプロドラッグミセルの調製とキャラクタリゼーション

Micelles have been successfully used for the delivery of anticancer drugs. Amphiphilic polymers form core-shell structured micelles in an aqueous ...

preparation-characterization-lipophilic-doxorubicin-pro-drug

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Bioengineering

14.8K ビュー.  Hampton University. 親油性のドキソルビシンプロドラッグの調製および特徴付けのためのプロトコルは、1,2- distearoyl- SN -glycero -3- phosphoethanolamine- Nロード- [アミノ（ポリエチレングリコール）-2000]の（DSPE-PEG）ミセルが記載されています。 

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A Facile and Efficient Approach for the Production of Reversible Disulfide Cross-linked Micelles

Nanomedicine is an emerging form of therapy that harnesses the unique properties of particles that are nanometers in scale for biomedical application. Improving drug delivery to maximize therapeutic outcomes and to reduce drug-associated side effects are some of the cornerstones of present-day nanomedicine. Nanoparticles in particular have found a wide application in cancer treatment. Nanoparticles that offer a high degree of flexibility in design, application, and production based on the tumor microenvironment are projected to be more effective with rapid translation into clinical practice. The polymeric micellar nano-carrier is a popular choice for drug delivery applications.
In this article, we describe a simple and effective protocol for synthesizing drug-loaded, disulfide cross-linked micelles based on the self-assembly of a well-defined amphiphilic linear-dendritic copolymer (telodendrimer, TD). TD is composed of polyethylene glycol (PEG) as the hydrophilic segment and a thiolated cholic acid cluster as the core-forming hydrophobic moiety attached stepwise to an amine-terminated PEG using solution-based peptide chemistry. Chemotherapy drugs, such as paclitaxel (PTX), can be loaded using a standard solvent evaporation method. The O2-mediated oxidation was previously utilized to form intra-micellar disulfide cross-links from free thiol groups on the TDs. However, the reaction was slow and not feasible for large-scale production. Recently, an H2O2-mediated oxidation method was explored as a more feasible and efficient approach, and it was 96 times faster than the previously reported method. Using this approach, 50 g of PTX-loaded, disulfide cross-linked nanoparticles have been successfully produced with narrow particle size distribution and high drug loading efficiency. The stability of the resulting micelle solution is analyzed using disrupting conditions such as co-incubation with a detergent, sodium dodecyl sulfate, with or without a reducing agent. The drug-loaded, disulfide cross-linked micelles demonstrated less hemolytic activity when compared to their non-cross-linked counterparts.

To deliver cancer drugs to tumor sites with high specificity and reduced side effects, new methods based on nanoparticles are required. Here, we describe disulfide cross-linked micelles that can be easily prepared by hydrogen peroxide-mediated oxidation and are able to dissociate efficiently under a reducing tumor environment to release payloads.

リバーシブルジスルフィド架橋ミセルの生産のための簡便かつ効率的なアプローチ

Nanomedicine is an emerging form of therapy that harnesses the unique properties of particles that are nanometers in scale for biomedical application. ...

生化学

Sample Extraction and Simultaneous Chromatographic Quantitation of Doxorubicin and Mitomycin C Following Drug Combination Delivery in Nanoparticles to Tumor-bearing Mice

Combination chemotherapy is frequently used in the clinic for cancer treatment; however, associated adverse effects to normal tissue may limit its therapeutic benefit. Nanoparticle-based drug combination has been shown to mitigate the problems encountered by free drug combination therapy. Our previous studies have shown that the combination of two anticancer drugs, doxorubicin (DOX) and mitomycin C (MMC), produced a synergistic effect against both murine and human breast cancer cells in vitro. DOX and MMC co-loaded polymer-lipid hybrid nanoparticles (DMPLN) bypassed various efflux transporter pumps that confer multidrug resistance and demonstrated enhanced efficacy in breast tumor models. Compared to conventional solution forms, such superior efficacy of DMPLN was attributed to the synchronized pharmacokinetics of DOX and MMC and increased intracellular drug bioavailability within tumor cells enabled by the nanocarrier PLN. 
To evaluate the pharmacokinetics and bio-distribution of co-administered DOX and MMC in both free solution and nanoparticle forms, a simple and efficient multi-drug analysis method using reverse-phase high performance liquid chromatography (HPLC) was developed. In contrast to previously reported methods that analyzed DOX or MMC individually in the plasma, this new HPLC method is able to simultaneously quantitate DOX, MMC and a major cardio-toxic DOX metabolite, doxorubicinol (DOXol), in various biological matrices (e.g., whole blood, breast tumor, and heart). A dual fluorescent and ultraviolet absorbent probe 4-methylumbelliferone (4-MU) was used as an internal standard (I.S.) for one-step detection of multiple drug analysis with different detection wavelengths. This method was successfully applied to determine the concentrations of DOX and MMC delivered by both nanoparticle and solution approaches in whole blood and various tissues in an orthotopic breast tumor murine model. The analytical method presented is a useful tool for pre-clinical analysis of nanoparticle-based delivery of drug combinations.

This protocol describes an efficient and convenient analytical process of sample extraction and simultaneous determination of multiple drugs, doxorubicin (DOX), mitomycin C (MMC) and a cardio-toxic DOX metabolite, doxorubicinol (DOXol), in the biological samples from a preclinical breast tumor model treated with nanoparticle formulations of synergistic drug combination.

サンプル抽出、ドキソルビシン、マイトマイシン C 以下の組み合わせへのドラッグデリバリー ナノ粒子の担癌マウスの同時のガスクロマトグラフィーによる定量

Combination chemotherapy is frequently used in the clinic for cancer treatment; however, associated adverse effects to normal tissue may limit its ...

がん研究

Preparation and Characterization of Individual and Multi-drug Loaded Physically Entrapped Polymeric Micelles

Amphiphilic block copolymers like polyethyleneglycol-block-polylactic acid (PEG-b-PLA) can self-assemble into micelles above their critical micellar concentration forming hydrophobic cores surrounded by hydrophilic shells in aqueous environments. The core of these micelles can be utilized to load hydrophobic, poorly water soluble drugs like docetaxel (DTX) and everolimus (EVR). Systematic characterization of the micelle structure and drug loading capabilities are important before in vitro and in vivo studies can be conducted. The goal of the protocol described herein is to provide the necessary characterization steps to achieve standardized micellar products. DTX and EVR have intrinsic solubilities of 1.9 and 9.6 &#181;g/ml respectively Preparation of these micelles can be achieved through solvent casting which increases the aqueous solubility of DTX and EVR to 1.86 and 1.85 mg/ml, respectively. Drug stability in micelles evaluated at room temperature over 48 hr indicates that 97% or more of the drugs are retained in solution. Micelle size was assessed using dynamic light scattering and indicated that the size of these micelles was below 50 nm and depended on the molecular weight of the polymer. Drug release from the micelles was assessed using dialysis under sink conditions at pH 7.4 at 37 oC over 48 hr. Curve fitting results indicate that drug release is driven by a first order process indicating that it is diffusion driven.

The goal of this protocol is to describe the preparation and characterization of physically entrapped, poorly water soluble drugs in micellar drug delivery systems composed of amphiphilic block copolymers.

調製とキャラクタリゼーション個々のとマルチ薬ロード物理的に捕捉さ高分子ミセル

Amphiphilic block copolymers like polyethyleneglycol-block-polylactic acid (PEG-b-PLA) can self-assemble into micelles above their critical micellar ...

化学

Facile Preparation of Internally Self-assembled Lipid Particles Stabilized by Carbon Nanotubes

We present a facile method to prepare nanostructured lipid particles stabilized by carbon nanotubes (CNTs). Single-walled (pristine) and multi-walled (functionalized) CNTs are used as stabilizers to produce Pickering type oil-in-water (O/W) emulsions. Lipids namely, Dimodan U and Phytantriol are used as emulsifiers, which in excess water self-assemble into the bicontinuous cubic Pn3m phase. This highly viscous phase is fragmented into smaller particles using a probe ultrasonicator in presence of conventional surfactant stabilizers or CNTs as done here. Initially, the CNTs (powder form) are dispersed in water followed by further ultrasonication with the molten lipid to form the final emulsion. During this process the CNTs get coated with lipid molecules, which in turn are presumed to surround the lipid droplets to form a particulate emulsion that is stable for months. The average size of CNT-stabilized nanostructured lipid particles is in the submicron range, which compares well with the particles stabilized using conventional surfactants. Small angle X-ray scattering data confirms the retention of the original Pn3m cubic phase in the CNT-stabilized lipid dispersions as compared to the pure lipid phase (bulk state). Blue shift and lowering of the intensities in characteristic G and G&#39; bands of CNTs observed in Raman spectroscopy characterize the interaction between CNT surface and lipid molecules. These results suggest that the interactions between the CNTs and lipids are responsible for their mutual stabilization in aqueous solutions. As the concentrations of CNTs employed for stabilization are very low and lipid molecules are able to functionalize the CNTs, the toxicity of CNTs is expected to be insignificant while their biocompatibility is greatly enhanced. Hence the present approach finds a great potential in various biomedical applications, for instance, for developing hybrid nanocarrier systems for the delivery of multiple functional molecules as in combination therapy or polytherapy.

We report on a smart application of carbon nanotubes for kinetic stabilization of lipid particles that contain self-assembled nanostructures in their cores. The preparation of lipid particles requires rather low concentrations of carbon nanotubes permitting their use in biomedical applications such as drug delivery.

カーボンナノチューブにより安定化内部自己組織化脂質粒子の簡便な調製

We present a facile method to prepare nanostructured lipid particles stabilized by carbon nanotubes (CNTs). Single-walled (pristine) and multi-walled ...

Anionic Polymerization of an Amphiphilic Copolymer for Preparation of Block Copolymer Micelles Stabilized by &#960;-&#960; Stacking Interactions

In this study, an amphiphilic copolymer that includes a core-forming block with phenyl groups was synthesized by living anionic polymerization of phenyl glycidyl ether (PheGE) on methoxy-polyethylene glycol (mPEG-b-PPheGE). Characterization of the copolymer revealed a narrow molecular distribution (PDI &#60; 1.03) and confirmed the degree of polymerization of mPEG122-b-(PheGE)15. The critical micelle concentration of the copolymer was evaluated using an established fluorescence method with the aggregation behavior evaluated by dynamic light scattering and transmission electronic microscopy. The potential of the copolymer for use in drug delivery applications was evaluated in a preliminary manner including in vitro biocompatibility, loading and release of the hydrophobic anti-cancer drug doxorubicin (DOX). A stable micelle formulation of DOX was prepared with drug loading levels up to 14% (wt%), drug loading efficiencies &#62; 60% (w/w) and sustained release of drug over 4 days under physiologically relevant conditions (acidic and neutral pH, presence of albumin). The high drug loading level and sustained release is attributed to stabilizing &#960;-&#960; interactions between DOX and the core-forming block of the micelles.

The key steps of living anionic polymerization of phenyl glycidyl ether (PheGE) on methoxy-polyethylene glycol (mPEG-b-PPheGE) are described. The resulting block copolymer micelles (BCMs) were loaded with doxorubicin 14% (wt%) and sustained release of drug over 4 days under physiologically relevant conditions was obtained.

π-πスタッキング相互作用によって安定化されたブロック共重合体ミセルの調製のための両親媒性共重合体のアニオン重合

In this study, an amphiphilic copolymer that includes a core-forming block with phenyl groups was synthesized by living anionic polymerization of phenyl ...

Synthesis of Aptamer-PEI-g-PEG Modified Gold Nanoparticles Loaded with Doxorubicin for Targeted Drug Delivery

Due to drug resistance and toxicity in healthy cells, use of doxorubicin (DOX) has been limited in clinical cancer therapy. This protocol describes the designing of poly(ethylenimine) grafted with polyethylene glycol (PEI-g-PEG) copolymer functionalized gold nanoparticles (AuNPs) with loaded aptamer (AS1411) and DOX through amide reactions. AS1411 is specifically bonded with targeted nucleolin receptors on cancer cells so that DOX targets cancer cells instead of healthy cells. First, PEG is carboxylated, then grafted to branched PEI to obtain a PEI-g-PEG copolymer, which is confirmed by 1H NMR analysis. Next, PEI-g-PEG copolymer coated gold nanoparticles (PEI-g-PEG@AuNPs) are synthesized, and DOX and AS1411 are covalently bonded to AuNPs gradually via amide reactions. The diameter of the prepared AS1411-g-DOX-g-PEI-g-PEG@AuNPs is ~39.9 nm, with a zeta potential of -29.3 mV, indicating that the nanoparticles are stable in water and cell medium. Cell cytotoxicity assays show that the newly designed DOX loaded AuNPs are able to kill cancer cells (A549). This synthesis demonstrates the delicate arrangement of PEI-g-PEG copolymers, aptamers, and DOX on AuNPs that are achieved by sequential amide reactions. Such aptamer-PEI-g-PEG functionalized AuNPs provide a promising platform for targeted drug delivery in cancer therapy.

In this protocol, doxorubicin-loaded AS1411-g-PEI-g-PEG modified gold nanoparticles are synthesized via three-step amide reactions. Then, doxorubicin is loaded and delivered to target cancer cells for cancer therapy.

標的薬物送達のためのドキソルビシンを装填したアプタマー-PEI-G-PEG改変金ナノ粒子の合成

Due to drug resistance and toxicity in healthy cells, use of doxorubicin (DOX) has been limited in clinical cancer therapy. This protocol describes the ...

Phase Change Dimethyldioctadecylammonium-Shelled Microdroplets as a Promising Drug Delivery System: Results on 3D Spheroids of Mammalian Tumor Cells

Significant improvement of phase-change perfluorocarbon microdroplets (MDs) in the vast theranostic scenario passes through the optimization of the MDs composition with respect to synthesis efficiency, stability, and drug delivery capability. To this aim, decafluoropentane (DFP) MDs stabilized by a shell of dimethyldioctadecylammonium bromide (DDAB) cationic surfactant were designed. A high concentration of DDAB-MDs was readily obtained within a few seconds by pulsed high-power insonation, resulting in low polydisperse 1 &#181;m size droplets. Highly positive &#950;-potential, together with a long, saturated hydrocarbon chains of the DDAB shell, are key factors to stabilize the droplet and the drug cargo therein. The high affinity of the DDAB shell with cell plasma membrane allows for localized chemotherapeutics delivery by increasing the drug concentration at the tumor cell interface and boosting the uptake. This would turn DDAB-MDs into a relevant drug delivery tool exhibiting high antitumor activity at very low drug doses.
In this work, the efficacy of such an approach is shown to dramatically improve the effect of doxorubicin against 3D spheroids of mammalian tumor cells, MDA-MB-231. The use of&#160;three-dimensional (3D) cell cultures developed in the form of multicellular tumor spheroids (i.e., densely packed cells in a spherical shape) has numerous advantages compared to 2D cell cultures: in addition to have the potential to bridge the gap between conventional in vitro studies and animal testing, it will improve the ability to perform more predictive in vitro screening assays for preclinical drug development or evaluate the potential of off-label drugs and new co-targeting strategies.

Decafluoropentane microdroplets developed with a shell of dimethyldioctadecylammonium bromide exhibited an exceptional colloidal stability and an actractive biointerface. DDAB-MDs proved to be efficient drug reservoirs characterized by a high affinity to plasma membranes together with enhanced uptake and antitumor activity of Doxorubicin against human triple-negative breast cancer (MDA-MB-231) 3D model.

Significant improvement of phase-change perfluorocarbon microdroplets (MDs) in the vast theranostic scenario passes through the optimization of the MDs ...

Targeted Plasma Membrane Delivery of a Hydrophobic Cargo Encapsulated in a Liquid Crystal Nanoparticle Carrier

The controlled delivery of drug/imaging agents to cells is critical for the development of therapeutics and for the study of cellular signaling processes. Recently, nanoparticles (NPs) have shown significant promise in the development of such delivery systems. Here, a liquid crystal NP (LCNP)-based delivery system has been employed for the controlled delivery of a water-insoluble dye, 3,3&#8242;-dioctadecyloxacarbocyanine perchlorate (DiO), from within the NP core to the hydrophobic region of a plasma membrane bilayer. During the synthesis of the NPs, the dye was efficiently incorporated into the hydrophobic LCNP core, as confirmed by multiple spectroscopic analyses. Conjugation of a PEGylated cholesterol derivative to the NP surface (DiO-LCNP-PEG-Chol) enabled the binding of the dye-loaded NPs to the plasma membrane in HEK 293T/17 cells. Time-resolved laser scanning confocal microscopy and F&#246;rster resonance energy transfer (FRET) imaging confirmed the passive efflux of DiO from the LCNP core and its insertion into the plasma membrane bilayer. Finally, the delivery of DiO as a LCNP-PEG-Chol attenuated the cytotoxicity of DiO; the NP form of DiO exhibited ~30-40% less toxicity compared to DiOfree delivered from bulk solution. This approach demonstrates the utility of the LCNP platform as an efficient modality for the membrane-specific delivery and modulation of hydrophobic molecular cargos.

A liquid crystal nanoparticle (LCNP) nanocarrier is exploited as a vehicle for the controlled delivery of a hydrophobic cargo to the plasma membrane of living cells.

液晶ナノ粒子キャリアにおける疎水性貨物カプセル化の標的細胞膜配達

The controlled delivery of drug/imaging agents to cells is critical for the development of therapeutics and for the study of cellular signaling processes. ...

生物工学

Preparation and Characterization of Nanoliposomes for the Entrapment of Bioactive Hydrophilic Globular Proteins

Liposome nanocapsules have been applied for many purposes in the pharmaceutical, cosmetic, and food industries. Attributes of liposomes include their biocompatibility, biodegradability, non-immunogenicity, non-toxicity, and ability to entrap both hydrophilic and hydrophobic compounds. The classical hydration of thin lipid films in an organic solvent is applied herein as a technique to encapsulate tarin, a plant lectin, in nanoliposomes. Nanoliposome size, stability, entrapment efficiency, and morphological characterization are described in detail. The nanoliposomes are prepared using 1,2-dioleoyl-sn-glycerol-3-phosphoethanolamine (DOPE), 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[amino(polyethylene glycol)-2000] (ammonium salt; DSPE-MPEG 2000), and cholesterylhemisuccinate (CHEMS) as the main constituents. Lipids are first dissolved in chloroform to obtain a thin lipid film that is subsequently rehydrated in ammonium sulfate solution containing the protein to be entrapped and incubated overnight. Then, sonication and extrusion techniques are applied to generate nanosized unilamellar vesicles. The size and polydispersity index of the nanovesicles are determined by dynamic light scattering, while nanovesicle morphology is assessed by scanning electron microscopy. Entrapment efficiency is determined by the ratio of the amount of unencapsulated protein to original amount of initially loaded protein. Homogeneous liposomes are obtained with an average size of 155 nm and polydispersity index value of 0.168. A high entrapment efficiency of 83% is achieved.

This study describes classical hydration using the thin lipid film method for nanoliposome preparation followed by nanoparticle characterization. A 47 kDa-hydrophilic and globular protein, tarin, is successfully encapsulated as a strategy to improve stability, avoid fast clearance, and promote controlled release. The method can be adapted to hydrophobic molecules encapsulation.

生体活性親水性球状タンパク質の捕捉に対するナノリポソームの調製と特性解析

Liposome nanocapsules have been applied for many purposes in the pharmaceutical, cosmetic, and food industries. Attributes of liposomes include their ...

Microfluidic Production of Lysolipid-Containing Temperature-Sensitive Liposomes

The presented protocol enables a high-throughput continuous preparation of low temperature-sensitive liposomes (LTSLs), which are capable of loading chemotherapeutic drugs, such as doxorubicin (DOX). To achieve this, an ethanolic lipid mixture and ammonium sulfate solution are injected into a staggered herringbone micromixer (SHM) microfluidic device. The solutions are rapidly mixed by the SHM, providing a homogeneous solvent environment for liposomes self-assembly. Collected liposomes are first annealed, then dialyzed to remove residual ethanol. An ammonium sulfate pH-gradient is established through buffer exchange of the external solution by using size exclusion chromatography. DOX is then remotely loaded into the liposomes with high encapsulation efficiency (&#62; 80%). The liposomes obtained are homogenous in size with Z-average diameter of 100 nm. They are capable of temperature-triggered burst release of encapsulated DOX in the presence of mild hyperthermia (42 &#176;C). Indocyanine green (ICG) can also be co-loaded into the liposomes for near-infrared laser-triggered DOX release. The microfluidic approach ensures high-throughput, reproducible and scalable preparation of LTSLs.

The protocol presents the optimized parameters for preparing thermosensitive liposomes using the staggered herringbone micromixer microfluidics device. This also allows co-encapsulation of doxorubicin and indocyanine green into the liposomes and the photothermal-triggered release of doxorubicin for controlled/triggered drug release.

リゾ脂質含有温度感受性リポソームのマイクロ流体生産

The presented protocol enables a high-throughput continuous preparation of low temperature-sensitive liposomes (LTSLs), which are capable of loading ...

親油性ドキソルビシンプロドラッグミセルの調製とキャラクタリゼーション

要約

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リバーシブルジスルフィド架橋ミセルの生産のための簡便かつ効率的なアプローチ

サンプル抽出、ドキソルビシン、マイトマイシン C 以下の組み合わせへのドラッグデリバリーナノ粒子の担癌マウスの同時のガスクロマトグラフィーによる定量

調製とキャラクタリゼーション個々のとマルチ薬ロード物理的に捕捉さ高分子ミセル

カーボンナノチューブにより安定化内部自己組織化脂質粒子の簡便な調製

π-πスタッキング相互作用によって安定化されたブロック共重合体ミセルの調製のための両親媒性共重合体のアニオン重合

標的薬物送達のためのドキソルビシンを装填したアプタマー-PEI-G-PEG改変金ナノ粒子の合成

Phase Change Dimethyldioctadecylammonium-Shelled Microdroplets as a Promising Drug Delivery System: Results on 3D Spheroids of Mammalian Tumor Cells

液晶ナノ粒子キャリアにおける疎水性貨物カプセル化の標的細胞膜配達

生体活性親水性球状タンパク質の捕捉に対するナノリポソームの調製と特性解析

リゾ脂質含有温度感受性リポソームのマイクロ流体生産

親油性ドキソルビシンプロドラッグミセルの調製とキャラクタリゼーション

要約

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リバーシブルジスルフィド架橋ミセルの生産のための簡便かつ効率的なアプローチ

サンプル抽出、ドキソルビシン、マイトマイシン C 以下の組み合わせへのドラッグデリバリー ナノ粒子の担癌マウスの同時のガスクロマトグラフィーによる定量

調製とキャラクタリゼーション個々のとマルチ薬ロード物理的に捕捉さ高分子ミセル

カーボンナノチューブにより安定化内部自己組織化脂質粒子の簡便な調製

π-πスタッキング相互作用によって安定化されたブロック共重合体ミセルの調製のための両親媒性共重合体のアニオン重合

標的薬物送達のためのドキソルビシンを装填したアプタマー-PEI-G-PEG改変金ナノ粒子の合成

Phase Change Dimethyldioctadecylammonium-Shelled Microdroplets as a Promising Drug Delivery System: Results on 3D Spheroids of Mammalian Tumor Cells

液晶ナノ粒子キャリアにおける疎水性貨物カプセル化の標的細胞膜配達

生体活性親水性球状タンパク質の捕捉に対するナノリポソームの調製と特性解析

リゾ脂質含有温度感受性リポソームのマイクロ流体生産

サンプル抽出、ドキソルビシン、マイトマイシン C 以下の組み合わせへのドラッグデリバリーナノ粒子の担癌マウスの同時のガスクロマトグラフィーによる定量