اثر برهم‌کنش ترپلیمر کاتیونی در الگوی محلول غلیظ با آب‌دانه‌های آنیونی: تغییرات شکل‌شناسی و اندازه ذرات آب‌دانه‌‌ای

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، صندوق پستی 112-14975

چکیده

برهم‌کنش میان پلی­‌الکترولیت­‌ها و ذرات آب‌دانه ای دارای بار مخالف اثرها و کاربردهای مهمی در دارورسانی یا ژن‌درمانی دارند.  تشکیل ساختارهای آب‌دانه‌ای به وسیله 2-(پروپیل کرباموییل) ترفتالیک اسید هپتاایزوبوتیل (POSS (POSS DCA در سامانه حلال استون، اتانول و 1-پروپانول قبلاً تایید شده است. پلی(دی‌­متیل آمینواتیل متاکریلات- بوتیل متاکریلات-متیل متاکریلات) ترپلیمر کاتیونی اتفاقی با قابلیت خودگردهمایی در سامانه حلال یاد شده است. در این پژوهش، محلول‌های غلیظ (%56 وزنی) از ترپلیمر در سامانه حلال حاوی غلظت‌های 23 و 34 میلی‌مولار از POSS DCA (در دو حالت فراصوت‌دهی شده و نشده) ساخته شدند. مطالعه تغییر اندازه ذره‌­ای و شکل‌شناسی ذرات آب‌دانه‌ای POSS DCA در اثر برهم‌کنش­ با ترپلیمر با آزمون  میکروسکوپی نیروی اتمی (AFM) انجام شد. تماس ترپلیمر با ذرات آبدانه‌ای فراصوت‌دهی نشده با قطر متوسط حدود 5/4µm در محلول 23mM (میلی‌مولار) POSS DCA باعث از بین رفتن ذرات شد. این یافته به وسیله آزمون رئولوژی تأیید شد. برهم‌کنش ترپلیمر با ذرات آبدانه‌ای مشابه در محلول 34mM به تغییر شکل ذرات از کروی به بیضوی و کاهش قطر متوسط آن‌ها (از حدود 5/4 میکرومتربه کمتر از 700nm) منجر شد. برهم‌کنش ترپلیمر با ساختارهای لایه‌ای نامنظم و تجمع‌یافته­ در ریزنگاشت مربوط به محلول پلیمری تهیه شده در مجاورت ذرات آبدانه‌ای فراصوت‌دهی شده (در غلظت 34 میلی مولار) مشاهده شدند. نتایج حاصل براساس خودگردهمایی زنجیرهای ترپلیمر و سازوکارهای پوسته­‌برداری از ذرات آبدانه‌ای به وسیله زنجیر­های پلی­‌الکترولیت و نیز نفوذ پلی‌الکترولیت در دیواره آبدانه­‌ها توجیه شدند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Interactions Between Anionic Vesicles and a Cationic Terpolymer in Concentrated Solution Regime: Morphology and Size Changes of the Vesicular Particles

نویسندگان [English]

  • Farzad Lahootifard
  • Mohammad Imani
  • Ali Akbar Yousefi
Iran Polymer and Petrochemical Institute, P.O. Box: 14975-112, Tehran, Iran
چکیده [English]

Interactions between polyelectrolytes and oppositely charged vesicular particles have many possible applications in drug delivery or gene therapy. Formation of vesicular structures by 2-(propylcarbamoyl) terephthalic acid heptaisobutyl POSS (POSS DCA) in a solvent mixture comprising acetone, ethanol, and 1-propanol has been already proved by the same authors. Particle size and morphology of POSS DCA vesicular particles were investigated as a function of ultrasonication (sonicated vs. non-sonicated) and concentration (23 or 34 mM) and correlated to the interactions occurring between the vesicles and a cationic random terpolymer. Concentrated solutions (56% w/w) of the terpolymer i.e., poly(dimethylaminoethyl methacrylate-co-methyl methacrylate-co-butyl methacrylate) were prepared in the above solvent mixture containing POSS DCA particles. Morphological changes of the particles in the concentrated solutions were studied by atomic force microscopy (AFM) and conformity of the AFM findings with rheological results was investigated. Interactions between the terpolymer and spherical vesicular particles (mean diameter c.a. 4.5 μm in non-sonicated state; C=23 or 34 mM) led to disappearance of the particles and formation of smaller elliptical particles (mean diameter ranging 70 to 700 nm), respectively. At 34 mM POSS DCA concentration, the interactions between the terpolymer chains and sonicated vesicular particles (mean diameter c.a., 4.5 μm with approx. 8 μm length) led to formation of irregular, aggregated, lamellar structures. Some of these findings were confirmed by the rheological results. The results were interpreted considering self-assembly of the terpolymer chains, vesicle shell peeling by the polyelectrolyte chains, and diffusion of the chains into the shells.

کلیدواژه‌ها [English]

  • acrylic terpolymer
  • vesicle
  • concentrated solution
  • morphology
  • Rheology