Surface en polyéthylène glycol (PEG)

Le polyéthylène glycol (PEG) est un composé polyéther constitué d'unités répétitives d'oxyde d'éthylène. Il s’agit d’un composé sûr utilisé dans une grande variété d’applications, notamment dans les additifs alimentaires, comme excipient dans les produits pharmaceutiques et comme revêtement furtif dans les applications biomédicales pour réduire les liaisons non spécifiques et échapper au système immunitaire de l’organisme. La surface PEG est la plus stable de nos surfaces dans les tampons contenant des concentrations élevées de sel trouvées dans les milieux de culture ou autres tampons hautement ioniques. La fonctionnalité de surface du PEG se disperse très bien dans l’eau et les solvants protiques, augmentant ainsi la compatibilité dans les systèmes biologiques. La surface du méthoxy PEG a une charge de surface légèrement négative à neutre, ce qui est avantageux pour les applications in vivo ou in vitro.

Méthoxy PEG sulfhydryle

nanoComposix fournit deux fonctionnalisations PEG différentes, soit un dérivé d'acide lipoïque du PEG avec un groupe acide terminal (voir Fonctionnalisation carboxyle ) et un méthoxy polyéthylène glycol sulfhydryle de 5 kDa (m-PEG-SH). Le PEG à terminaison méthoxy est disponible sur des nanoparticules d'or et d'argent, augmentant ainsi la stabilité des particules dans une large gamme de solvants. Nos particules métalliques fonctionnalisées m-PEG-SH ont la plus grande stabilité au sel de toutes nos surfaces.

Avantages

  • Haute stabilité au sel
  • Stabilité induite stériquement
  • Biologiquement compatible

Sources représentatives : mPEG-Thiol MW 5000 (Laysan Bio, #MPEG-SH-5000-1g) ; méthoxy PEG Thiol MW 6000 (Sigma Aldrich, 729159)

Points forts de la propriété

  • Déplaçable : non déplaçable – forte affinité de liaison avec la surface des particules via le groupe thiol
  • Chargé neutre
  • Point isoélectrique : ~2.5
  • Excellente stabilité au sel : stable dans les solutions hautement salines
  • Toxicité : faible toxicité et haute biocompatibilité
  • Compatibilité des solvants : Eau, éthanol, chloroforme et de nombreux autres solvants polaires

Applications

  • Applications du biodiagnostic et de la nanomédecine
  • Applications photothermiques
  • Expériences de toxicologie In-vitro et in-vivo

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 de PEG. 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 de PEG ont de faibles IEP, ce qui signifie qu'elles restent chargées négativement, sauf dans les plages de pH les plus acides (<2). L'ampleur de la charge négative augmente régulièrement à mesure que le pH devient plus basique jusqu'à environ 7, lorsqu'il commence à devenir plus neutre, probablement en raison de la suppression électrique de la double couche due à un contenu ionique élevé.

  • Nous avons démontré que pour les particules d’or et d’argent de 40 nm de PEG et de citrate coiffées, 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 .
  • Pour une démonstration en direct de la comparaison des nanoparticules d'argent coiffées de PEG et de citrate dans une solution saturée de NaCl, voir notre vidéo d'introduction au potentiel Zeta .

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 de PEG 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).

Les particules sont stables dans une solution saline saturée et présentent la meilleure stabilité saline de toutes les surfaces proposées chez nanoComposix. Nous n’observons aucune élévation significative de la ligne de base ni formation de pics secondaires à partir de particules agrégées.

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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