Surface d'acide lipoïque

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L'acide lipoïque contient à la fois un groupe carboxyle et un groupe dithiol. Le groupe dithiol se lie fortement à la surface des nanoparticules métalliques après réduction tandis que le groupe acide carboxylique est disponible pour une dérivatisation chimique ultérieure. Le groupe acide fournit également une surface hautement chargée négativement à un pH suffisamment élevé.

Les surfaces carboxyles peuvent être utilisées pour lier de manière covalente des molécules contenant des amines libres (par exemple des anticorps) à la surface des particules. Une liaison amide entre la surface acide et l’amine libre est formée à l’aide de la chimie EDC/NHS.

Chez nanoComposix, nous utilisons deux molécules différentes pour fournir une surface contenant des acides carboxyliques chimiquement accessibles. L'un est l'acide lipoïque et l'autre est le dérivé de l'acide lipoïque, lipoïque-dPEG 12 -COOH , qui est similaire à l'acide lipoïque mais contient un espaceur PEG entre les groupes fonctionnels thiol et acide carboxylique.

Pour les nanoparticules d'or BioReady d'un diamètre inférieur à 100 nm, l' acide lipoïque-dPEG 12 est utilisé. Pour les nanoparticules BioReady de plus grand diamètre (par exemple des nanocoquilles d'or de 150 nm), l'acide lipoïque est utilisé.

Avantages

  • Fournit une surface de particules stable dans une variété de solvants différents. En raison de la forte affinité de liaison des thiols présents dans l'acide lipoïque à la surface des particules, ce ligand n'est pas déplaçable.
  • Permet des liaisons covalentes avec des molécules avec des amines primaires
  • Source représentative : Acide lipoïque (Alfa Aesar, L04711)
  • Poids moléculaire: 206.3

Points forts de la propriété

  • Déplaçable : Non déplaçable – forte affinité de liaison avec la surface des particules via les groupes thiol
  • Chargé négativement
  • Point isoélectrique : ~4
  • Stabilité du sel : Stable dans de nombreuses solutions salines
  • Toxicité : Généralement considéré comme sûr et faiblement toxique
  • Compatibilité des solvants : Eau, éthanol, chloroforme, de nombreux autres solvants polaires

Applications

  • Écoulement latéral
  • Bioconjugaison
  • Fonctionnalisation plus poussée grâce à la chimie terminale -COOH

Charge de surface

Voir ci-dessus pour une courbe représentative du potentiel zêta-pH ou du point isoélectrique (IEP) pour les nanoparticules d'or de 40 nm coiffées d'acide lipoïque. Ces données ont été générées par titrage manuel à l'aide de HCl et de NaOH et par une mesure ultérieure du potentiel zêta.

Les nanoparticules coiffées d'acide lipoïque ont de faibles IEP, ce qui signifie qu'elles restent chargées négativement, sauf dans les plages de pH les plus acides (<4). L'ampleur de la charge négative augmente régulièrement à mesure que le pH devient plus basique jusqu'à environ pH 9, quand il commence à devenir plus neutre en raison de la probable suppression électrique de la double couche due à un contenu ionique élevé.

  • Nous avons démontré que pour les particules d’or et d’argent bPEI et coiffées de citrate de 40 nm, les courbes IEP sont très similaires. Cela devrait permettre de disposer d’une base raisonnable pour comparer le potentiel zêta des nanoparticules d’argent avec les données ci-dessus basées sur les nanoparticules d’or.
  • Pour plus d'informations sur le potentiel zêta et la théorie IEP, cliquez ici .

Stabilité du sel

En présence d'une concentration de sel suffisamment élevée, la charge superficielle des particules en solution peut être protégée par les ions dissous, conduisant à une stabilité colloïdale réduite. Les ions en solution empêchent les charges similaires de se repousser aussi facilement. Pour chaque type de particule, la concentration en sel à laquelle se produit cette déstabilisation colloïdale peut être différente.

Le tableau ci-dessus fournit les spectres UV-visible de nanoparticules d'or de 40 nm coiffées d'acide lipoïque dans différentes concentrations de solution de chlorure de sodium (NaCl). Les échantillons ont été préparés en ajoutant des solutions de nanoparticules avec du NaCl aux concentrations indiquées et en laissant les solutions résultantes incuber pendant 10 minutes avant la mesure UV-Vis.

Si les nanoparticules sont stables à la concentration en sel donnée, on s’attendrait à ce que le spectre reste le même que celui des particules sans sel avec une forte absorption optique par résonance plasmonique à 520 nm. Si les particules ont commencé à s'agréger, nous nous attendons à ce que cela se reflète dans le spectre avec une diminution du pic du plasmon de surface à 520 nm et une augmentation de l'absorbance aux longueurs d'onde plus longues auxquelles les agrégats absorbent (700 à 1 100 nm).

Une déstabilisation importante des particules devient apparente à 50 mM de NaCl. À cette concentration, une diminution de l'absorbance à 520 nm est observée et un large pic secondaire aux longueurs d'onde plus élevées apparaît en raison de la présence d'agrégats.

On peut généralement s'attendre à ce que les nanoparticules d'argent (d'une surface donnée) aient une stabilité saline inférieure à celle de leurs homologues en or.

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