Polime bậc nhánh mới có tính nhũ tương của N-Vinylpyrrolidone với Axit Methacrylic cho các ứng dụng y sinh

Polymer Science, Series A - Tập 64 - Trang 434-446 - 2022
S. V. Kurmaz1, I. I. Ivanova1, N. V. Fadeeva1, E. O. Perepelitsina1, M. A. Lapshina2, A. A. Balakina1, A. A. Terent’ev1,3,4
1Institute of Problems of Chemical Physics, Russian Academy of Sciences, Chernogolovka, Russia
2Institute of Physiologically Active Compounds, Russian Academy of Sciences, Chernogolovka, Russia
3Faculty of Fundamental Physicochemical Engineering, Moscow State University, Moscow, Russia
4Science and Education Center, Moscow Oblast State University, Mytishchi, Russia

Tóm tắt

Các copolyme nhũ tương của N-vinylpyrrolidone và axit methacrylic, cùng với triethylene glycol dimethacrylate (tác nhân phân nhánh) được tổng hợp bằng phương pháp đồng polymer hóa tự do trong toluene và ethanol; các đặc tính lý hóa chính (tỷ lệ monome, trọng lượng phân tử trung bình tuyệt đối, tính phân tán, và bán kính thủy động trong nước và môi trường nước có pH khác nhau) được xác định. Kết quả cho thấy trong môi trường axit yếu, dung dịch copolyme thể hiện nhiệt độ tới hạn thấp hơn, và giá trị này dịch chuyển sang cao hơn trong các dung dịch đệm trung tính và kiềm. Hệ thống nano hòa tan trong nước của phẩm nhuộm huỳnh quang đỏ zinc tetraphenylporphyrinate với bán kính thủy động khoảng 50 nm (trong dung dịch đệm trung tính) và ổn định trong khoảng nhiệt độ sinh lý quan trọng được thu được. Sử dụng phương pháp thử nghiệm MTT trên các dòng tế bào khác nhau, bao gồm tế bào bình thường (FetMSC, Vero) và tế bào khối u (HepG2, HeLa), các copolyme ba thành phần được xác định là ít độc hại. Động lực học tích lũy các hạt polymer chứa phẩm nhuộm trong tế bào HeLa và Vero được nghiên cứu bằng kính hiển vi huỳnh quang. Kết luận rằng các copolyme tổng hợp cho thấy tiềm năng là các chất mang và phương tiện vận chuyển các hợp chất hoạt động sinh học.

Từ khóa

#copolyme nhũ tương #N-vinylpyrrolidone #axit methacrylic #phân nhánh #ứng dụng y sinh

Tài liệu tham khảo

Yu. E. Kirsh, Poly(N-vinylpyrrolidone) and Other Poly(N-vinylamides) (Nauka, Moscow, 1998). E. F. Panarin, N. A. Lavrov, M. V. Solovskii, and L. I. Shal’nova, Polymers as Carriers of Biologically Active Compounds (Professiya, St. Petersburg, 2014). F. P. Sidel’kovskaya, Chemistry of N-Vinylpyrrolidone and Its Polymers (Nauka, Moscow, 1970). H. Folttmann and A. Quadir, Drug Deliv. Technol. 8, 22 (2008). C. Bothiraja, M. B. Shinde, S. Rajalakshmi, and A. P. Pawar, J. Pharm. Pharmacol. 61, 1465 (2009). R. M. Martins, S. V. Pereira, S. Siqueira, W. F. Salomão, and L. A. P. Freitas, Food Res. Int. 50, 657 (2013). M. Rasekh, C. Karavasili, Y. L. Soong, N. Bouropoulos, M. Morris, D. Armitage, X. Li, D. G. Fatouros, and Z. Ahmad, Int. J. Pharm. 473, 95 (2014). R. Fogaça and L. H. Catalani, Soft Mater. 11, 61 (2013). I. D. Del Consuelo, F. Falson, R. H. Guy, and Y. Jacques, J. Control. Release 122, 135 (2007). Paola Franco and Iolanda De Marco, Polymers 12, 1114 (2020). X. Zheng, T. Zhang, X. Song, L. Zhang, C. Zhang, S. Jin, J. Xing, and X.-J. Liang, J. Mater. Chem. B 3, 4027 (2015). L. Zhang, Y. Liang, L. Meng, and C. Wang, Polym. Adv. Technol. 20, 410 (2009). Y. Song, T. Zhang, X. Song, L. Zhang, C. Zhang, J. Xing, and X.-J. Liang, J. Mater. Chem. B 3, 911 (2015). A. Saxena, S. Mozumdar, and A. K. Johri, Biomaterials 27, 5596 (2006). S.-J. Sheu, L.-C. Chou, Y.-S. Bee, J.-F. Chen, H.-C. Lin, P.-R. Lin, H.-C. Lam, and M.-H. Tai, Exp. Eye Res. 81, 673 (2005). V. Ramalingam, K. Varunkumar, V. Ravikumar, and R. Rajaram, Sci. Rep. 8, 1 (2018). P. A. Rose, P. Praseetha, M. Bhagat, P. Alexander, S. Abdeen, and M. Chavali, Technol. Cancer Res. Treat. 12, 463 (2013). M. Hu, C. Li, X. Li, M. Zhou, J. Sun, F. Sheng, S. Shi, and L. Lu, Artif. Cells Nanomed. Biotechnol. 46, 1248 (2018). M. Hecold, R. Buczkowska, A. Mucha, J. Grzesiak, O. Rac-Rumijowska, H. Teterycz, and K. Marycz, J. Nanomater. 2017, 8706921 (2017). G. de Lima, D. W. de Lima, M. J. de Oliveira, A. B. Lugão, M. S. Alcántara, D. M. Devine, and M. J. de Sá, ACS Appl. Bio Mater. 1, 1842 (2018). H. Besrour, B. Tangour, R. Linguerri, and M. Hochlaf, Spectrochim. Acta A 217, 278 (2019). X. Zeng, Y. Zhang, Z. Wu, P. Lundberg, M. Malkoch, and A. M. Nyström, J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 50, 280 (2011). Y. Zhou and D. Yan, Chem. Commun. 9, 1172 (2009). Y. Zhou, W. Huang, J. Liu, X. Zhu, and D. Yan, Adv. Mater. 22, 4567 (2010). M. V. Solovskij, N. V. Nikolskaya, E. B. Tarabukina, V. M. Denisov, A. V. Adamov, and S. I. Klenin, Des. Monomers Polym. 2, 83 (2004). S. V. Kurmaz and A. N. Pyryaev, Polym. Sci., Ser. B 52 (1), 1 (2010). S. V. Kurmaz, N. V. Fadeeva, Y. V. Soldatova, I. I. Faingold, D. A. Poletaeva, V. M. Ignat’ev, N. S. Emel’yanova, G. V. Shilov, and R. A. Kotelnikova, J. Polym. Res. 28, 345 (2021). S. V. Kurmaz, V. D. Sen’, A. V. Kulikov, D. V. Konev, V. A. Kurmaz, A. A. Balakina and A. A. Terent’ev, Russ. Chem. Bull. 68, 1769 (2019). S. V. Kurmaz, N. V. Fadeeva, B. S. Fedorov, G. I. Kozub, N. S. Emel’yanova, V. A. Kurmaz, R. A. Manzhos, A. A. Balakina, and A. A. Terentyev, Mendeleev Commun. 30, 22 (2020). S. V. Kurmaz, N. V. Fadeeva, B. S. Fedorov, G. I. Kozub, V. A. Kurmaz, V. M. Ignat’ev, and N. S. Emel’yanova, Russ. Chem. Bull. 70, 1832 (2021). S. V. Kurmaz, N. A. Obraztsova, A. A. Balakina, and A. A. Terent’ev, Russ. Chem. Bull. 65, 2097 (2016). S. V. Kurmaz, N. V. Fadeeva, A. V. Komendant, V. M. Ignatiev, N. S. Emelyanova, G. V. Shilov, T. S. Stupina, N. V. Filatova, M. A. Lapshina, and A. A. Terentyev, Polym. Bull. 10 (2021). A. N. Zelikin, A. D. Price, and B. Stadler, Small 6, 2201 (2010). O. V. Zhukova, E. V. Arkhipova, T. F. Kovaleva, S. A. Ryabov, I. P. Ivanova, A. A. Golovacheva, D. A. Zykova, and S. D. Zaitsev, Molecules 26, 4855 (2021). J. C. Leyte and M. J. Mandel, J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 2, 1879 (1964). S. Graham, P. A. G. Cormack, and D. C. Sherrington, Macromolecules 38, 86 (2005). N. O’Brien, A. McKee, D. C. Sherrington, A. T. Slark, and A. Titterton, Polymer 41, 6027 (2000). G. Bianco and H. H. Gehlen, J. Photochem. Photobiol., A 149, 115 (2002). G. Gergiev and I. Dakova, Colloid Polym. Sci. 272, 938 (1994). S. V. Kurmaz, N. V. Fadeeva, V. M. Ignat’ev, V. A. Kurmaz, S. A. Kurochkin, and N. S. Emel’yanova, Molecules 25, 6015 (2020). S. Irvin-Choy N’Dea, K. M. Nelson, J. P. Gleghorn, and E. S. Day, J. Mater. Chem. B 8, 6548 (2020). E. Blanco, H. Shen, and M. Ferrari, Nat. Biotechnol. 33, 941 (2015). N. Hoshyar, S. Gray, H. Han, and G. Bao, Nanomedicine 11, 673 (2016).