RU2607587C2 - Method of producing functionalised imaging agents with anti-stokes photoluminescence based on polyacrolein dispersions - Google Patents
Method of producing functionalised imaging agents with anti-stokes photoluminescence based on polyacrolein dispersions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2607587C2 RU2607587C2 RU2014149101A RU2014149101A RU2607587C2 RU 2607587 C2 RU2607587 C2 RU 2607587C2 RU 2014149101 A RU2014149101 A RU 2014149101A RU 2014149101 A RU2014149101 A RU 2014149101A RU 2607587 C2 RU2607587 C2 RU 2607587C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stokes
- polymerisation
- polyacrolein
- polymerization
- carried out
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K49/00—Preparations for testing in vivo
- A61K49/06—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
- A61K49/08—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by the carrier
- A61K49/10—Organic compounds
- A61K49/12—Macromolecular compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J13/00—Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B1/00—Nanostructures formed by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области химии и технологии высокомолекулярных соединений.The invention relates to the field of chemistry and technology of high molecular weight compounds.
Разработка новых методов диагностики злокачественных опухолей на сегодняшний день одна из наиболее актуальных и активно развивающихся областей медицины. Перспективной платформой для создания диагностических визуализирующих агентов являются, в частности, наноразмерные антистоксовые (апконвертирующие) фосфоры (НАФ), представляющие собой кристаллы NaYF4, легированные редкоземельными элементами Yb3+/Er3+ или Yb3+/Tm3+ [А.В. Звягин и др. Антистоксовы нанолюминофоры: Перспективы применения в биологии и медицине // Сборник материалов V Троицкой конференции «Медицинская физика и инновации в медицине» (г. Троицк, Московская область, 4-8 июня 2012 года), Троицкий научный центр, МОНИКИ, Том. 2, с. 8-9, 2012].The development of new methods for the diagnosis of malignant tumors today is one of the most relevant and actively developing areas of medicine. A promising platform for creating diagnostic imaging agents is, in particular, nanoscale anti-stokes (up-converting) phosphors (NAFs), which are NaYF 4 crystals doped with rare-earth elements Yb 3+ / Er 3+ or Yb 3+ / Tm 3+ [A.В . Zvyagin et al. Anti-Stokes Nanophosphors: Prospects for application in biology and medicine // Proceedings of the V Trinity Conference “Medical Physics and Innovations in Medicine” (Troitsk, Moscow Region, June 4–8, 2012), Troitsk Scientific Center, MONIKI, Tom. 2, p. 8-9, 2012].
НАФ позволяют преобразовывать инфракрасное излучение лазера накачки в видимую область спектра, НАФ, характеризуются узким пиком эмиссии, большим стоксовым сдвигом, химической и физической стабильностью, а также низкой токсичностью. Ключевой особенностью НАФ являются их фотофизические свойства, обеспечивающие яркую визуализацию маркированных ими структур на фоне сильного рассеяния и автофлуоресценции биологической ткани. Кроме того, свет из ближней инфракрасной области проникает в биологические ткани глубже, чем УФ, не вызывая повреждений.NAFs make it possible to convert infrared radiation from a pump laser into the visible region of the spectrum, NAFs are characterized by a narrow emission peak, large Stokes shift, chemical and physical stability, and low toxicity. A key feature of NAFs is their photophysical properties, which provide a vivid visualization of the structures marked by them against the background of strong scattering and autofluorescence of biological tissue. In addition, light from the near infrared penetrates deeper into biological tissues than UV without causing damage.
НАФ обычно получают в среде органических растворителей в присутствии стабилизатора (олеиновой кислоты). За счет формирования координационной связи с лантанидами, олеиновая кислота удерживается на поверхности нанокристаллов, что определяет гидрофобные свойства НАФ.NAFs are usually prepared in organic solvents in the presence of a stabilizer (oleic acid). Due to the formation of a coordination bond with lanthanides, oleic acid is retained on the surface of nanocrystals, which determines the hydrophobic properties of NAF.
Поэтому необходимо разработать способы модификации НАФ, позволяющие получить коллоидно-устойчивые в условиях биологического окружения формы, содержащие на поверхности функциональные группы, необходимые для иммобилизации биоспецифических молекул.Therefore, it is necessary to develop methods for modifying NAFs that make it possible to obtain forms colloid-resistant in a biological environment that contain functional groups on the surface necessary for immobilization of biospecific molecules.
Известны следующие основные способы решения данной задачи:The following main methods for solving this problem are known:
1) включение НАФ в частицы на основе SiO2 [Li Z Q, Zhang Y. Monodisperse silica-coated polyvinylpyrrolidone/NaYF4 nanocrystals with multicolor upconversion fluorescence emission. Angew. Chem. Int. Ed., 2006, 45, 7732];1) the inclusion of NAF in particles based on SiO 2 [Li ZQ, Zhang Y. Monodisperse silica-coated polyvinylpyrrolidone / NaYF4 nanocrystals with multicolor upconversion fluorescence emission. Angew. Chem. Int. Ed., 2006, 45, 7732];
2) использование дифильных соединений, способных замещать молекулы олеиновой кислоты таким образом, что гидрофильные группы этих соединений после присоединения к НАФ оказываются экспонированными в водную фазу, что обеспечивает гидрофильность [WO/2012/091778 05.07.2012, Collins J.E., Bell H.Y., Ye X., Murray С.В. Morphologically and size uniform monodisperse particles and their shape-directed self-assembly];2) the use of diphilic compounds capable of replacing oleic acid molecules in such a way that the hydrophilic groups of these compounds after joining the NAF are exposed to the aqueous phase, which ensures hydrophilicity [WO / 2012/091778 05.07.2012, Collins JE, Bell HY, Ye X ., Murray C.V. Morphologically and size uniform monodisperse particles and their shape-directed self-assembly];
Boyer J.C; Manseau M.P.; Murray J.I.; Veggel F.C.J.M. Surface Modification of Upconverting NaYF4 Nanoparticles with PEG-Phosphate Ligands for NIR (800 nm) Biolabeling within the Biological Window, Langmuir 2010, 26, 1157-64];Boyer J.C; Manseau M.P .; Murray J.I .; Veggel F.C.J.M. Surface Modification of Upconverting NaYF4 Nanoparticles with PEG-Phosphate Ligands for NIR (800 nm) Biolabeling within the Biological Window, Langmuir 2010, 26, 1157-64];
3) формирование полимерного слоя вокруг НАФ за счет проникновения гидрофобных фрагментов дифильных соединений в оболочку олеиновой кислоты без удаления ее с поверхности НАФ [G. Jiang, J. Pichaandi, N.J.J. Johnson, R.D. Burke, F.C. van Veggel An Effective Polymer Cross-Linking Strategy To Obtain Stable Dispersions of Upconverting NaYF4 Nanoparticles in Buffers and Biological Growth Media for Biolabeling Applications, Langmuir 2012, 28, 3239-3247].3) the formation of a polymer layer around NAF due to the penetration of hydrophobic fragments of diphilic compounds into the shell of oleic acid without removing it from the surface of NAF [G. Jiang, J. Pichaandi, NJJ Johnson, RD Burke, FC van Veggel An Effective Polymer Cross-Linking Strategy To Obtain Stable Dispersions of Upconverting NaYF 4 Nanoparticles in Buffers and Biological Growth Media for Biolabeling Applications, Langmuir 2012, 28, 3239-3247] .
Общим недостатком известных способов является то, что формируется неплотная защитная полимерная оболочка, проницаемая для молекул растворителя, ионов буферных солей и т.д., что приводит к тушению флуоресценции и снижению коллоидной стабильности в течение сравнительно короткого срока (до 2-х месяцев).A common disadvantage of the known methods is that a loose protective polymer shell is formed, permeable to solvent molecules, buffer salt ions, etc., which leads to quenching of fluorescence and a decrease in colloidal stability for a relatively short period (up to 2 months).
Кроме того, в первом случае процедура создания оболочки из оксида кремния является сложной и длительной, наблюдается потеря материала и коллоидной стабильности при хранении.In addition, in the first case, the procedure for creating a shell of silicon oxide is complex and lengthy, there is a loss of material and colloidal stability during storage.
Во втором случае динамический характер связи дифильных соединений с поверхностью НАФ приводит к недостаточной коллоидной стабильности.In the second case, the dynamic nature of the bond of diphilic compounds with the surface of NAF leads to insufficient colloidal stability.
В третьем случае при формировании полимерного слоя вокруг НАФ за счет гидрофобных взаимодействий наблюдается десорбция дифильного полимера с поверхности в буферных средах вследствие более сильного взаимодействия ионов солей буфера и редкоземельных металлов, чем полимера с поверхностью НАФ.In the third case, during the formation of the polymer layer around NAF due to hydrophobic interactions, desorption of the diphilic polymer from the surface in buffer media is observed due to the stronger interaction of buffer salt ions and rare earth metals than the polymer with the surface of NAF.
В то же время подход, основанный на включении НАФ в частицы полимерных дисперсий, имеет существенный потенциал для дальнейшего совершенствования.At the same time, an approach based on the incorporation of NAF into particles of polymer dispersions has significant potential for further improvement.
Известно, например, что при полимеризации акролеина (альдегида акриловой кислоты) получают легкодиспергируемые полимерные частицы с реакционно-способными поверхностными альдегидными группами, которые могут образовывать ковалентную связь с первичными аминогруппами белков. При этом свойства получаемых частиц могут изменяться путем введения наполнителей [А.N Generalova, S.V. Sizova, Т.A. Zdobnova., М.М. Zarifullina, М.V. Artemyev, A.V. Baranov, V.A. Oleinikov, V.P. Zubov, S.М. Deyev, Submicron polymer particles containing fluorescent semiconductor nanocrystals CdSe/ZnS for bioassays, Nanomedicine, 2011, V. 6, №2, p. 195-209].It is known, for example, that during the polymerization of acrolein (acrylic acid aldehyde), easily dispersible polymer particles with reactive surface aldehyde groups are obtained which can form a covalent bond with the primary amino groups of the proteins. Moreover, the properties of the resulting particles can be changed by the introduction of fillers [A.N Generalova, S.V. Sizova, T.A. Zdobnova., M.M. Zarifullina, M.V. Artemyev, A.V. Baranov, V.A. Oleinikov, V.P. Zubov, S.M. Deyev, Submicron polymer particles containing fluorescent semiconductor nanocrystals CdSe / ZnS for bioassays, Nanomedicine, 2011, V. 6, No. 2, p. 195-209].
Известен наиболее близкий к заявленному способ [Лукин Ю.В., Сочилин В.А., Бахарев В.Н. и др. «Способ получения полиакролеиновых латексов», SU 1565845] получения водной дисперсии полиакролеиновых частиц путем полимеризации акролеина в водно-щелочной среде, проводимой в две стадии.Known closest to the claimed method [Lukin Yu.V., Sochilin V.A., Bakharev V.N. and others. "A method for producing polyacrolein latexes", SU 1565845] obtaining an aqueous dispersion of polyacrolein particles by polymerization of acrolein in an aqueous alkaline medium, carried out in two stages.
Первая стадия (анионная осадительная полимеризация) проводится при температуре 5-35°С, а вторая (радикальная полимеризация) проводится при температуре 40-90°С, в атмосфере инертного газа, с добавлением водорастворимого инициатора K2S2O8, в количестве 3-6% от массы мономера.The first stage (anionic precipitation polymerization) is carried out at a temperature of 5-35 ° C, and the second (radical polymerization) is carried out at a temperature of 40-90 ° C, in an inert gas atmosphere, with the addition of a water-soluble initiator K 2 S 2 O 8 , in an amount of 3 -6% by weight of monomer.
Повышение температуры и добавление K2S2O8 вызвано необходимостью увеличить коллоидно-химическую стабильность водной дисперсии полиакролеиновых частиц. В результате такой полимеризации получают полимерные частицы с диаметром около 500 нм, которые используют в качестве носителей биомолекул.The increase in temperature and the addition of K 2 S 2 O 8 is caused by the need to increase the colloid-chemical stability of the aqueous dispersion of polyacrolein particles. As a result of such polymerization, polymer particles with a diameter of about 500 nm are obtained, which are used as carriers of biomolecules.
С целью изменения размеров и оптических свойств (цвета) полиакролеиновых частиц использовались различные водорастворимые органические красители.In order to change the size and optical properties (colors) of the polyacrolein particles, various water-soluble organic dyes were used.
При этом не предусматривалось введения НАФ в объем полиакролеиновых частиц.In this case, the introduction of NAF into the volume of polyacrolein particles was not provided.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения химически и коллоидно устойчивых в условиях биологического окружения полиакролеиновых дисперсий с антистоксовой фотолюминесценцией при введении НАФ на стадии синтеза, содержащих на поверхности альдегидные группы, способные формировать прочную связь с аминогруппами биомолекул и пригодные для модификации природными или синтетическими полимерами для получения амино- и/или карбоксильных групп на поверхности, необходимых для создания ковалентной связи с биомолекулами.The objective of the present invention is to develop a method for the production of chemically and colloidally stable polyacrolein dispersions with anti-Stokes photoluminescence during the introduction of NAFs at the synthesis stage, containing aldehyde groups on the surface, capable of forming a strong bond with the amino groups of biomolecules and suitable for modification with natural or synthetic polymers to produce amino and / or carboxyl groups on the surface necessary to create covalent bonds with biomolecules E.
Водные дисперсии полимерно-капсулированных НАФ с указанными свойствами могут быть использованы в качестве химических и биосенсоров, для in vivo биоимиджинга, фотодинамической терапии и фотоактивации.Aqueous dispersions of polymer-encapsulated NAFs with the indicated properties can be used as chemical and biosensors, for in vivo bioimaging, photodynamic therapy, and photoactivation.
В предлагаемом изобретении, как и в патенте SU 1565845, полиакролеиновые частицы получают путем полимеризации акролеина в водно-щелочной среде, проводимой в две стадии.In the present invention, as in the patent SU 1565845, polyacrolein particles are obtained by polymerization of acrolein in an aqueous alkaline medium, carried out in two stages.
Отличие состоит в том, что первую стадию полимеризации проводят в присутствии НАФ в количестве 0,1-1,5% масс. в расчете на мономер.The difference is that the first stage of polymerization is carried out in the presence of NAF in an amount of 0.1-1.5% of the mass. calculated on the monomer.
НАФ предварительно гидрофилизуют путем замены стабилизатора (олеиновой кислоты) на ионы гидроксида тетраметиламмония (ТМАГ), способного выступать в качестве катализатора фазового переноса при проведении реакции в двухфазных системах. Это дает возможность повысить сродство наночастиц к акролеину, который частично (20%) растворяется в водной среде. Кроме того, ТМАГ проявляет свойства сильной щелочи, что позволяет использовать его в качестве инициатора полимеризации вместо щелочи, используемой в патенте US 1565845.NAFs are pre-hydrophilized by replacing the stabilizer (oleic acid) with tetramethylammonium hydroxide ions (TMAH), which can act as a phase transfer catalyst during the reaction in two-phase systems. This makes it possible to increase the affinity of nanoparticles to acrolein, which partially (20%) is dissolved in the aqueous medium. In addition, TMAH exhibits strong alkali properties, which allows it to be used as a polymerization initiator instead of the alkali used in US Pat. No. 1,565,845.
Вторую стадию полимеризации проводят как описано в патенте SU 1565845.The second stage of polymerization is carried out as described in patent SU 1565845.
В результате получают водные дисперсии полиакролеиновых частиц с инкапсулированными в них НАФ. Средний диаметр полиакролеиновых частиц может регулироваться в пределах от 200 до 520 нм путем изменения соотношения концентраций исходного мономера и инициатора реакции полимеризации (ТМАГ), причем уменьшение размера частиц происходит с уменьшением концентрации исходного мономера или с увеличением концентрации гидроксида тетраметиламмония в исходной смеси.The result is an aqueous dispersion of polyacrolein particles with NAF encapsulated in them. The average diameter of the polyacrolein particles can be adjusted from 200 to 520 nm by changing the ratio of the concentrations of the starting monomer and initiator of the polymerization reaction (TMAH), and the reduction in particle size occurs with a decrease in the concentration of the starting monomer or with an increase in the concentration of tetramethyl ammonium hydroxide in the starting mixture.
После окончания процессов, связанных с полимеризацией, проводят модификацию поверхности полиакролеиновых частиц путем добавления к полученной дисперсии водного раствора высокомолекулярного аминосодержащего компонента, легкоформирующего связь с поверхностными альдегидными группами, и перемешивания при 20°С в течение 2 ч, с целью получения на поверхности функциональных амино- и/или карбоксильных групп.After the completion of the processes associated with polymerization, the surface of the polyacrolein particles is modified by adding a high molecular weight amine-containing component to the dispersion obtained, easily forming a bond with surface aldehyde groups, and stirring at 20 ° С for 2 h in order to obtain functional amino and / or carboxyl groups.
Эти функциональные группы в дальнейшем могут быть использованы для связи с направляющими биомолекулами, обеспечивающими адресную доставку к клеткам-мишеням, или биоспецифические реакции полиакролеиновых частиц, содержащих НАФ.These functional groups can be further used for communication with guiding biomolecules providing targeted delivery to target cells, or biospecific reactions of polyacrolein particles containing NAFs.
В качестве модифицирующих компонентов используют природные (белки, пептиды) или синтетические полимеры.As modifying components, natural (proteins, peptides) or synthetic polymers are used.
Технический результат выражается в достижении следующих существенных характеристик:The technical result is expressed in the achievement of the following essential characteristics:
- повышение устойчивости функционализированных визуализирующих агентов с антистоксовой фотолюминесценцией к вредному воздействию биологического окружения на их фотофизические свойства за счет создания полимерной оболочки, недоступной для проникновения ионов буферных солей к НАФ;- increasing the resistance of functionalized imaging agents with anti-Stokes photoluminescence to the harmful effects of the biological environment on their photophysical properties by creating a polymer shell inaccessible to the penetration of buffer salt ions to NAF;
- возможность регулирования размеров полиакролеиновых частиц путем изменения концентрации мономера или инициатора полимеризации, а также интенсивности люминесценции путем изменения концентрации НАФ, добавляемых на стадии синтеза;- the ability to control the size of the polyacrolein particles by changing the concentration of the monomer or polymerization initiator, as well as the luminescence intensity by changing the concentration of NAF, added at the synthesis stage;
- снижение количества компонентов в реакционной смеси, упрощение процедуры получения полимерных частиц, содержащих НАФ, и процедуры очистки полимерной дисперсии после синтеза;- reducing the number of components in the reaction mixture, simplifying the procedure for producing polymer particles containing NAF, and the procedure for cleaning the polymer dispersion after synthesis;
- возможность получения полиакролеиновых частиц, содержащих на поверхности функциональные группы, необходимые для иммобилизации биоспецифических молекул;- the possibility of obtaining polyacrolein particles containing functional groups on the surface necessary for the immobilization of biospecific molecules;
- длительная сохранность коллоидных и фотофизических характеристик полиакролеиновых частиц, содержащих капсулированные НАФ (до 6 месяцев).- long-term preservation of colloidal and photophysical characteristics of polyacrolein particles containing encapsulated NAF (up to 6 months).
Пример 1. К 1 мл 1% водного раствора ТМАГ по каплям добавляют от 0 до 150 мкл дисперсии НАФ в хлороформе (20 мг/мл), две несмешивающиеся фазы тщательно перемешивают, затем помещают в ультразвуковую ванну на 15 мин. Происходит замена стабилизирующего лиганда (олеиновой кислоты) на ионы ТМАГ, и НАФ переходят в водную фазу, а хлороформ удаляют испарением. Затем в термостатированную колбу, снабженную механической мешалкой и вводом для инертного газа, помещают 0,2 мл свежеперегнанного акролеина, 3,8 мл дистиллированной воды и при перемешивании по каплям добавляют НАФ в водной фазе, в количестве 0,1-1,5% масс. в расчете на мономер. Смесь перемешивают при комнатной температуре, пока pH смеси не понизится до 8,0. Затем полученную дисперсию продувают слабым током азота в течение 30 мин, нагревают до 70°С и дополнительно перемешивают 2,5 ч при 70°С в атмосфере азота в присутствии водорастворимого инициатора K2S2O8, взятого в количестве 2% масс. в расчете на мономер. Характеристики полученных частиц приведены в таблице 1.Example 1. To 1 ml of a 1% aqueous solution of TMAG, 0 to 150 μl of a dispersion of NAF in chloroform (20 mg / ml) is added dropwise, the two immiscible phases are thoroughly mixed, then placed in an ultrasonic bath for 15 minutes. The stabilizing ligand (oleic acid) is replaced by TMAH ions, and NAFs pass into the aqueous phase, and chloroform is removed by evaporation. Then, 0.2 ml of freshly distilled acrolein, 3.8 ml of distilled water are placed in a thermostatic flask equipped with a mechanical stirrer and an inert gas inlet, and NAF is added dropwise in the aqueous phase in an amount of 0.1-1.5% by weight with stirring. . calculated on the monomer. The mixture is stirred at room temperature until the pH of the mixture drops to 8.0. Then, the resulting dispersion is purged with a weak stream of nitrogen for 30 minutes, heated to 70 ° C, and further stirred for 2.5 hours at 70 ° C in a nitrogen atmosphere in the presence of a water-soluble initiator K 2 S 2 O 8 , taken in an amount of 2% of the mass. calculated on the monomer. Characteristics of the obtained particles are shown in table 1.
Пример 2. Процесс проводят как в примере 1, но используют только 100 мкл НАФ (20 мг/мл), которые гидрофилизуют с помощью ТМАГ и добавляют в термостатированную колбу, содержащую 0,1 мл акролеина, 3,9 мл дистиллированной воды. Получают полимерную дисперсию со средним диаметром частиц 210 нм, выходом полимера 85%, концентрацией водорастворимых олигомеров 0,18 мг/мл и концентрацией альдегидных групп 52,4 мкМ/г полимера.Example 2. The process is carried out as in example 1, but only 100 μl of NAF (20 mg / ml) is used, which are hydrophilized using TMAH and 3.9 ml of distilled water are added to a thermostatic flask containing 0.1 ml of acrolein. A polymer dispersion is obtained with an average particle diameter of 210 nm, a polymer yield of 85%, a concentration of water-soluble oligomers of 0.18 mg / ml and a concentration of aldehyde groups of 52.4 μM / g of polymer.
Пример 3. Процесс проводят как в примере 1, но используют только 100 мкл НАФ (20 мг/мл), которые по каплям добавляют к 1 мл 3% водного раствора ТМАГ, и две несмешивающиеся фазы тщательно перемешивают, затем помещают в ультразвуковую ванну на 15 мин. Получают полимерную дисперсию со средним диаметром частиц 194 нм, выходом полимера 88%, концентрацией водорастворимых олигомеров 0,2 мг/мл и концентрацией альдегидных групп 57,2 мкМ/г полимера.Example 3. The process is carried out as in example 1, but only 100 μl of NAF (20 mg / ml) is used, which are added dropwise to 1 ml of a 3% aqueous solution of TMAG, and the two immiscible phases are thoroughly mixed, then placed in an ultrasonic bath for 15 min A polymer dispersion is obtained with an average particle diameter of 194 nm, a polymer yield of 88%, a concentration of water-soluble oligomers of 0.2 mg / ml and a concentration of aldehyde groups of 57.2 μM / g of polymer.
Пример 4. Процесс проводят как в примере 1. Полученную полиакролеиновую дисперсию, содержащую апконвертирующие наночастицы, очищают от непрореагировавших компонентов центрифугированием при 10000 об/мин, заменяя надосадочную жидкость на дистиллированную воду, процедуру повторяют трижды, и затем заменяют надосадочную жидкость на фосфатно-солевой буфер pH 7,2.Example 4. The process is carried out as in example 1. The obtained polyacrolein dispersion containing upconverting nanoparticles is purified from unreacted components by centrifugation at 10,000 rpm, replacing the supernatant with distilled water, the procedure is repeated three times, and then the supernatant is replaced with phosphate-saline buffer pH 7.2.
К 200 мкл полученной дисперсии с концентрацией полимерных частиц 1% масс. добавляют 200 мкл 5% масс. водного раствора высокомолекулярного аминосодержащего компонента, такого как желатин, бычий сывороточный альбумин, овальбумин, полилизин, полиэтиленимин, полиаллиламин и др., и перемешивают при 20°С в течение 2 ч. Затем дисперсию очищают от непрореагировавших компонентов центрифугированием при 10000 об/мин, заменяя надосадочную жидкость на дистиллированную воду. Получают полимерные дисперсии с апконвертирующей флуоресценцией, содержащие поверхностные функциональные аминогруппы.To 200 μl of the obtained dispersion with a concentration of polymer particles of 1% of the mass. add 200 μl of 5% of the mass. an aqueous solution of a high molecular weight amino-containing component, such as gelatin, bovine serum albumin, ovalbumin, polylysine, polyethyleneimine, polyallylamine, etc., and stirred at 20 ° C for 2 hours. Then, the dispersion is purified from unreacted components by centrifugation at 10,000 rpm, replacing supernatant in distilled water. Polymer dispersions with up-converting fluorescence containing surface functional amino groups are obtained.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014149101A RU2607587C2 (en) | 2014-12-08 | 2014-12-08 | Method of producing functionalised imaging agents with anti-stokes photoluminescence based on polyacrolein dispersions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014149101A RU2607587C2 (en) | 2014-12-08 | 2014-12-08 | Method of producing functionalised imaging agents with anti-stokes photoluminescence based on polyacrolein dispersions |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014149101A RU2014149101A (en) | 2016-07-10 |
| RU2607587C2 true RU2607587C2 (en) | 2017-01-10 |
Family
ID=56372340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014149101A RU2607587C2 (en) | 2014-12-08 | 2014-12-08 | Method of producing functionalised imaging agents with anti-stokes photoluminescence based on polyacrolein dispersions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2607587C2 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1565845A1 (en) * | 1987-08-14 | 1990-05-23 | Институт биоорганической химии им.М.М.Шемякина | Method of obtaining polyacrolein latexes |
| RU2532559C1 (en) * | 2013-03-28 | 2014-11-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук (ИБХ РАН) | Method of multifunctional microsystem formation |
-
2014
- 2014-12-08 RU RU2014149101A patent/RU2607587C2/en active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1565845A1 (en) * | 1987-08-14 | 1990-05-23 | Институт биоорганической химии им.М.М.Шемякина | Method of obtaining polyacrolein latexes |
| RU2532559C1 (en) * | 2013-03-28 | 2014-11-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук (ИБХ РАН) | Method of multifunctional microsystem formation |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| ГЕНЕРАЛОВА А.Н. И ДР. Синтез субмикронных сополимерных (акролеин/ стирол)микросфер, содержащих флуоресцентные полупроводниковые CdSe/ZnS нанокристаллы.// Российские нанотехнологии, Т.2, N7-8, 2007, с. 144-153. * |
| ГЕНЕРАЛОВА А.Н. И ДР. Синтез субмикронных сополимерных (акролеин/ стирол)микросфер, содержащих флуоресцентные полупроводниковые CdSe/ZnS нанокристаллы.// Российские нанотехнологии, Т.2, N7-8, 2007, с. 144-153. ХАЙДУКОВ Е.В. и др.Апконвертирующие наносферы - основа глубокой оптической визуализации биологических тканей / Московский государственный университет : Типография типография МГУ, 2012. — С. 47-51; Труды XIII межвузовской научной школы молодых специалистов "Концентрированные потоки энергии в космической технике электронике, экологии и медицине". MENG WANG et al. Upconversion nanoparticles: synthesis, surface modification and biological applicatons//Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, Volume 7, Issue 6, December 2011, pp.710-729. * |
| ХАЙДУКОВ Е.В. и др.Апконвертирующие наносферы - основа глубокой оптической визуализации биологических тканей / Московский государственный университет : Типография типография МГУ, 2012. — С. 47-51; Труды XIII межвузовской научной школы молодых специалистов "Концентрированные потоки энергии в космической технике электронике, экологии и медицине". MENG WANG et al. Upconversion nanoparticles: synthesis, surface modification and biological applicatons//Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, Volume 7, Issue 6, December 2011, pp.710-729. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014149101A (en) | 2016-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Duan et al. | Recent progress in upconversion luminescence nanomaterials for biomedical applications | |
| Macchione et al. | Design, synthesis and architectures of hybrid nanomaterials for therapy and diagnosis applications | |
| Chatterjee et al. | Small upconverting fluorescent nanoparticles for biomedical applications | |
| Muhr et al. | Upconversion nanoparticles: from hydrophobic to hydrophilic surfaces | |
| Liu et al. | Design of hybrid nanovehicles for remotely triggered drug release: an overview | |
| Cheng et al. | Polycation-b-polyzwitterion copolymer grafted luminescent carbon dots as a multifunctional platform for serum-resistant gene delivery and bioimaging | |
| Selvan et al. | Functional and multifunctional nanoparticles for bioimaging and biosensing | |
| Zhang et al. | ZnO@ silica core–shell nanoparticles with remarkable luminescence and stability in cell imaging | |
| Bagheri et al. | Controlled direct growth of polymer shell on upconversion nanoparticle surface via visible light regulated polymerization | |
| Oz et al. | Modular fabrication of polymer brush coated magnetic nanoparticles: engineering the interface for targeted cellular imaging | |
| Gui et al. | Recent advances in synthetic methods and applications of photo-luminescent molecularly imprinted polymers | |
| Gulia et al. | ZnO quantum dots for biomedical applications | |
| CN101695476B (en) | Method for preparing medical nanoparticles | |
| US20060293396A1 (en) | Amine polymer-modified nanoparticulate carriers | |
| Bagheri et al. | Surface functionalization of upconversion nanoparticles using visible light-mediated polymerization | |
| Pichaandi et al. | Long-term colloidal stability and photoluminescence retention of lead-based quantum dots in saline buffers and biological media through surface modification | |
| Wang et al. | Synthesis of yolk–shell polymeric nanocapsules encapsulated with monodispersed upconversion nanoparticle for dual-responsive controlled drug release | |
| Mandal et al. | Galactose-functionalized, colloidal-fluorescent nanoparticle from aggregation-induced emission active molecule via polydopamine coating for cancer cell targeting | |
| Panja et al. | Hyperbranched polyglycerol grafting on the surface of silica-coated nanoparticles for high colloidal stability and low nonspecific interaction | |
| WO2016117054A1 (en) | Phosphor aggregate nanoparticle used in fluorescence observation | |
| Juneja et al. | Surface modified PMMA nanoparticles with tunable drug release and cellular uptake | |
| Wang et al. | Synthesis of water-soluble europium-containing nanoprobes via polymerization-induced self-assembly and their cellular imaging applications | |
| Ahmad | Biocompatible SiO2 in the Fabrication of Stimuli‐Responsive Hybrid Composites and Their Application Potential | |
| RU2607587C2 (en) | Method of producing functionalised imaging agents with anti-stokes photoluminescence based on polyacrolein dispersions | |
| Jose et al. | Nitrilotriacetic acid-end-functionalized polycaprolactone as a template for polymer–protein nanocarriers |