Caractéristiques d'encapsulation et la perméabilité des particules polymérisées plasma creux

L'objectif général de cette expérience est de recouvrir des nanoparticules, des poudres nanométriques ou des particules de médicament avec un polymère de plasma afin de contrôler la libération du matériau du cœur. Commencez par préparer des nanoparticules de silicium ou des poudres nanométriques de chlorure de calcium pour le dépôt, en rompant toutes les agglomérations. Ensuite, placez les particules dans un réacteur à plasma et recouvrez les nanoparticules par polymérisation plasma de l'isopropanol en utilisant un dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma.

Ensuite, afin de déterminer la perméabilité de l'enrobage déposé, dissoudre les matériaux du cœur dans un solvant approprié tout en surveillant la concentration. Les résultats obtenus montrent la perméabilité du matériau du cœur, basée sur des mesures de conductivité ionique dans une suspension de particules enrobées dans l'eau. L'idée de cette méthode provient de la littérature sur le dépôt de films. De nombreux travaux ont été réalisés sur le dépôt plasma de films minces sur des substrats plats, mais peu sur des particules.

Ainsi, en adaptant la méthode de revêtement aux particules, nous ouvrons la voie à de nouveaux nanomatériaux. La démonstration visuelle de cette méthode est essentielle, car diverses étapes sont difficiles à apprendre en raison des manipulations en environnement plasma sous pression réduite. Anam Shavan est une étudiante diplômée de mon laboratoire, et elle va maintenant démontrer cette procédure.

Tout d'abord, lavez les particules de silice sèches avec de l'éthanol pur. Laissez l'échantillon sous une hotte aspirante pour évaporer l'humidité. Ensuite, tamisez les particules à l'aide d'une série de tamis métalliques.

Afin de briser les agglomérats restants, transférez les particules avec une petite barre d'agitation magnétique dans la zone de plasma du réacteur tubulaire. Placez maintenant un joint torique à l'extrémité du tube en verre, un autre à l'extrémité du tuyau relié à la pompe, puis scellez le réacteur en verre. Installez le serre-joint en acier inoxydable autour des brides F et serrez la vis à la main autour du collier.

Remplissez le piège à azote liquide. Lorsque les surfaces du piège sont froides, ajoutez de l'isopropanol dans le barboteur et connectez-le au réacteur à plasma.

Ensuite, placer un joint torique en caoutchouc autour du tube métallique et serrer l'écrou pour sceller le tube à une connexion à bulleur. Placer le bulleur dans un bain d'eau à 34 degrés Celsius. Allumer le régulateur de débit de gaz Argonne et entrer une consigne de six SCCM avec la pompe en marche.

Ouvrez progressivement la vanne d'isolement qui relie le tube en verre à la pompe. Effectuez cette étape avec précaution, car une augmentation soudaine de la pression pourrait entraîner l'envol des particules sous l'effet du flux. Lorsque la pression atteint 200 milli, laissez la vanne d'isolement complètement ouverte, placez un agitateur magnétique sous le tube en verre et réglez la vitesse à 100 tr/min.

Ensuite, reliez l'anneau en aluminium autour du réacteur en verre tubulaire au générateur de fréquence radioélectrique et connectez la pince en acier inoxydable à la terre. Mettez en marche le réseau d'adaptation d'impédance. Ensuite, enclenchez l'alimentation alternative et le générateur de puissance RF.

Régler la puissance à 30 watts pendant tout le processus. Après une durée spécifique, éteindre respectivement le générateur RF du réseau d'adaptation d'impédance, puis l'alimentation CA. Fermer le clapet de retenue, puis arrêter le régulateur de débit d'argon.

Déconnectez le barboteur de la vanne et augmentez progressivement la pression du réacteur jusqu'à la pression atmosphérique. Ouvrez maintenant la pince et, à l'aide d'une spatule métallique, transférez les particules du tube dans une coupelle en plastique. L'acide fluorhydrique est un acide très corrosif.

Une exposition de cela aux yeux et à la peau peut provoquer des lésions irréversibles. Portez donc des lunettes de protection, un écran facial et une blouse de laboratoire. Placez l'échantillon sous une hotte aspirante pendant tout le processus d'ajout d'acide fluorhydrique.

Commencez par diluer 10 millilitres d'acide fluorhydrique avec 10 millilitres d'eau déionisée. Ajoutez ensuite la solution acide aux particules revêtues. Placez le mélange sur un agitateur magnétique pendant 24 heures afin de dissoudre le cœur.

Après un jour, diluez l'échantillon avec 50 millilitres d'eau déionisée et centrifugez. Jetez la couche liquide supérieure dans un récipient en plastique et transférez la couche de particules inférieure dans une boîte de Pétri en plastique. Lavez les particules avec de l'éthanol, séchez-les à l'air, puis transférez les particules creuses dans un flacon avec bouchon, et conservez l'échantillon dans un dessiccateur.

Remplir la bouteille en verre de l'atomiseur à débit constant avec du chlorure de potassium à un millimolaire, puis installer le bouchon de la bouteille. Connecter le tuyau d'air comprimé à un sécheur à membrane, qui est relié à l'entrée de gaz de l'atomiseur. Ensuite, fixer un filtre au tuyau de sortie afin de recueillir les nanoparticules de chlorure de potassium.

Ouvrez progressivement la vanne d'air comprimé vers le sécheur à membrane. Laissez les particules s'accumuler sur le filtre pendant cinq heures. Fermez la vanne d'air comprimé.

Retirez soigneusement le filtre et récupérez les particules. Placez l'échantillon dans un dessiccateur afin de recouvrir uniformément les particules de chlorure de potassium en préparant le système sous vide et en suivant le processus de dépôt plasma comme indiqué précédemment. Dans un flacon en verre, ajoutez 10 millilitres d'eau déionisée au chlorure de potassium recouvert et mélangez à l'aide d'un agitateur magnétique.

Incubez l'échantillon à 25 degrés Celsius. Insérez la sonde du conductimètre dans le flacon. Enregistrez la conductivité pendant 30 jours.

Ce processus peut être appliqué à une variété de matériaux de base, notamment des oxydes, des sels et des métaux. Ces images obtenues par microscopie électronique en transmission montrent l'uniformité radiale des films et permettent de mesurer l'épaisseur des particules enrobées, qui varie de 37 nanomètres à 200 nanomètres de diamètre. La cellule polymérisée par plasma constitue une barrière perméable, comme le démontre le fait que le matériau de base peut être éliminé par gravure ou dissolution une fois que le retrait du cœur de silice est complet.

L'uniformité radiale et l'épaisseur des films sont assez élevées pour permettre d'évaluer la perméabilité à travers ces films. Un matériau de cœur de chlorure de potassium permet de surveiller la dissolution du chlorure de potassium en mesurant la conductivité ionique de la solution. Dans cette expérience, des particules de chlorure de potassium enrobées ont été suspendues dans l'eau et la conductivité de la solution a été suivie pendant une période de 30 jours.

Les particules de chlorure de potassium non enrobées dans l'échantillon témoin se sont dissoutes en un temps très court d'environ une minute. En revanche, le chlorure de potassium enrobé présente un taux de libération nettement plus lent. Le profil de libération des particules enrobées est caractérisé par un dégagement initial rapide survenant au cours de la première heure, suivi d'une libération beaucoup plus lente qui prend plusieurs jours à s'achever, selon l'épaisseur du film.

Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez bien comprendre comment encapsuler des nanoparticules dans des revêtements de plasma polymère avec une épaisseur bien contrôlée. Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en environ une heure. Si elle est effectuée correctement, n'oubliez pas de manipuler le réacteur avec précaution afin d'éviter les fuites de pression qui empêcheraient le plasma de fonctionner correctement après son amorçage. Nous espérons que cette technique ouvrira la voie aux chercheurs dans le domaine des sciences des matériaux.

D'autres expériences in vivo peuvent répondre à des questions supplémentaires, telles que : quel est le matériau de revêtement et l'épaisseur optimaux pour une libération efficace du médicament ?