Suppr超能文献

利用磁共振动态核极化技术优化负载前药的纤维素纳米原纤维表面的化学性质。

Optimizing chemistry at the surface of prodrug-loaded cellulose nanofibrils with MAS-DNP.

作者信息

Kumar Akshay, Watbled Bastien, Baussanne Isabelle, Hediger Sabine, Demeunynck Martine, De Paëpe Gaël

机构信息

Univ. Grenoble Alpes, CEA, CNRS, IRIG-MEM, Grenoble, France.

Univ. Grenoble Alpes, CNRS, DPM, Grenoble, France.

出版信息

Commun Chem. 2023 Mar 28;6(1):58. doi: 10.1038/s42004-023-00852-2.

Abstract

Studying the surface chemistry of functionalized cellulose nanofibrils at atomic scale is an ongoing challenge, mainly because FT-IR, NMR, XPS and RAMAN spectroscopy are limited in sensitivity or resolution. Herein, we show that dynamic nuclear polarization (DNP) enhanced C and N solid-state NMR is a uniquely suited technique to optimize the drug loading on nanocellulose using aqueous heterogenous chemistry. We compare the efficiency of two conventional coupling agents (DMTMM vs EDC/NHS) to bind a complex prodrug of ciprofloxacin designed for controlled drug release. Besides quantifying the drug grafting, we also evidence the challenge to control the concurrent prodrug adsorption and to optimize washing procedures. We notably highlight the presence of an unexpected prodrug cleavage mechanism triggered by carboxylates at the surface of the cellulose nanofibrils.

摘要

在原子尺度上研究功能化纤维素纳米纤维的表面化学是一项持续存在的挑战,主要原因是傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振(NMR)、X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱在灵敏度或分辨率方面存在局限性。在此,我们表明动态核极化(DNP)增强的碳和氮固态核磁共振是一种特别适合的技术,可利用水相多相化学来优化纳米纤维素上的药物负载。我们比较了两种传统偶联剂(2-(1H-苯并三唑-1-基)-1,1,3,3-四甲基脲鎓四氟硼酸盐(DMTMM)与1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐/ N-羟基琥珀酰亚胺(EDC/NHS))结合用于控释的环丙沙星复合前药的效率。除了量化药物接枝情况,我们还证明了控制前药同时吸附以及优化洗涤程序所面临的挑战。我们特别强调了纤维素纳米纤维表面羧酸盐引发的意外前药裂解机制的存在。

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