1.6.2.4. Biến tính PNS bằng Gelatin-mPEG (tổng hợp PNS-GEL-mPEG hay cịn gọi là PNS-APTES-GEL-mPEG là chất mang 5)
Tổng hợp Gelatin-mPEG
Nhằm mục đích tăng khả năng tan trong nước cũng như tăng tính tương hợp sinh học và duy trì thời gian thuốc lưu thông trong cơ thể, nghiên cứu này tiến hành gắn mPEG cho Gelatin trước khi biến tính lên bề mặt silica. Để tổng hợp được nano Gelatin-mPEG ta tiến hành 2 bước:
Hoạt hóa mPEG bằng p-nitrophenyl carbonate (NPC)
Phản ứng thế ái nhân (thân hạch) trên carbon của nhóm carbonyl diễn ra thuận lợi ở nhiệt độ 65C như phản ứng hình 2.6.
Phản ứng xảy ra theo cơ chế tương tự như phản ứng ester hóa. Trong cấu trúc của NPC, liên kết CO có tính chất khơng no và bị phân cực mạnh về phía oxygen, làm xuất hiện mật độ điện tích dương trên nguyên tử carbon, tạo ra trung tâm thiếu điện tử.
Trong khi đó trên nguyên tử oxygen của nhóm OH của phân tử mPEG cịn hai đơi điện tử tự do, nên nguyên tử oxygen đóng vai trò như một tác nhân ái nhân (thân hạch). Trung tâm thiếu điện tử trên nguyên tử carbon của phân tử NPC gặp tác nhân ái nhân của phân tử mPEG sẽ tương tác với nhau tạo sản phẩm mPEG-NPC
Điều đáng chú ý là tác chất NPC và sản phẩm mPEG-NPC có hoạt tính rất mạnh, dễ bị thủy phân trong mơi trường nước, do đó để đạt được hiệu suất phản ứng cao thì phản ứng phải được thực hiện trong điều kiện khan nước, ở nhiệt độ thấp, trong mơi trường khí nitrogen; tác chất và dung mơi phải được làm khan trước khi tiến hành phản ứng. Để hạn chế sự thủy phân sản phẩm tạo thành, sản phẩm thu được phải được sấy khô trong tủ sấy chân khơng, bảo quản trong bình hút ẩm tránh ánh sáng và hơi ẩm trong khơng khí.
Phản ứng gắn gelatin với mPEG
Ban đầu mPEG được cho tác dụng với NPC để thu được mPEG-NPC. Tác chất này sau đó phản ứng với Gelatin để thu được sản phẩm Gelatin-mPEG.
Trong phản ứng này, do Gelatin có cấu trúc khá lớn nên ảnh hưởng lập thể, vì vậy phải pha lỗng Gelatin để đảm bảo sản phẩm tạo thành có nhiều liên kết amide nhất.
Phương trình phản ứng: