Characterizing Dendrimers by Asymmetric Flow Field Flow Fractionation

Význam tématu

Dendrimery PAMAM s ethylendiaminovým jádrem představují vysoce uniformní makromolekulární nanostruktury s úzkou distribucí molární hmotnosti a definovanou velikostí. Díky bohaté povrchové funkcionalizaci slouží jako nosiče léčiv a nástroje pro genovou terapii, kde přesná kontrola velikosti, hmotnosti a agregace přímo ovlivňuje účinnost a toxicitu.

Cíle a přehled studie

• Stanovit skutečnou molární hmotnost a hydrodynamický poloměr dendrimerů generací G4–G7 v pufru PBS.
• Vyhodnotit přítomnost fragmentů, agregátů a stav možné defektní polymerizace.
• Zjistit vliv množství vstupního vzorku na kvalitu separace a detekce.

Použitá metodika a instrumentace

• Separace: Asymetrická Flow Field-Flow Frakcionace (AF4) s regenerovanou celulózovou membránou 5 kDa, kanálový tok 0,6 mL/min, příčný tok 3,0 mL/min.
• Detekce: Multiúhlová světelná disperze (MALS) se systémem Eclipse Dualtec (Heleos II) doplněná QELS na detektoru 16 pro hydrodynamický poloměr.
• Eluent: PBS (50 mM fosfát, 50 mM NaCl).
• Koncentrace vzorků: 5 mg/mL pro G4, 2,5 mg/mL pro G5–G7.

Hlavní výsledky a diskuse

• Stanovené molární hmotnosti: G4 16,6 kDa, G5 29,5 kDa, G6 55,9 kDa, G7 105,1 kDa; nižší než teoretické hodnoty u vyšších generací kvůli defektům polymerizace.
• Podíl agregátů a fragmentů roste s generací; u G6 a G7 až kolem 10 % hmotnostního frakce agregátů.
• Hydrodynamické poloměry z AF4-QELS odpovídají DLS měřením, u G5 je pozorován menší Rh než teoretický, v souladu s asociací molekul.
• Optimální vstupní množství (25–125 µg) zajišťuje dobrou reprodukovatelnost a rozlišení píků.

Přínosy a praktické využití metody

AF4-MALS nabízí šetrnou separaci dendrimerů a jejich odštěpků bez pevné fáze, umožňuje analýzu širokého rozsahu velikostí v jednom běhu a minimalizuje interakce s chromatografickým materiálem. Je ideální pro QA/QC nanocarrierů ve farmaceutickém vývoji.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Vývoj mikročipových AF4 modulů pro vyšší propustnost a automatizaci analýzy.
• Integrace s hmotnostní spektrometrií nebo fluorescenčními detektory pro detailní stanovení substitucí.
• Standardizace protokolů pro farmaceutickou kontrolu kvality a regulace nanomateriálů.

Závěr

AF4-MALS se osvědčuje jako univerzální a přesná metoda pro charakterizaci dendrimerů různých generací. Umožňuje kvantifikovat molární hmotnost, velikost a stupeň agregace, což je klíčové pro vývoj a kontrolu kvality biomedicínských nanostruktur.

Reference

není uvedeno