पोलोक्सामर

पोलोक्सामर्स अनायनिक ट्राइब्लॉक  सहबहुलकों हैं जो पॉलीप्रोपाइलीन ग्लाइकोल (पॉली प्रोपीलीन ऑक्साइड)) की एक केंद्रीय  जल विरोधी  श्रृंखला से बने होते हैं जो पॉलीथीन ग्लाइकॉल (पॉली एथिलीन ऑक्साइड)) की दो हाइड्रोफिलिक (जलवत्) श्रृंखलाओं से घिरे होते हैं। शब्द  BASF के आविष्कारक, इरविंग श्मोल्का द्वारा गढ़ा गया था, जिन्होंने 1973 में इन सामग्रियों के लिए एकस्व अधिकार प्राप्त किया था। पोलोक्सामर्स को व्यापारिक नाम प्लुरोनिक से भी जाना जाता है, कोलीफोर (फार्मा ग्रेड), और सिनपेरोनिक। क्योंकि बहुलक खंडों की लंबाई को अनुकूलित किया जा सकता है, कई अलग-अलग पोलोक्सामर्स उपस्थितहैं जिनमें थोड़ा अलग गुण हैं। सामान्य शब्द पोलोक्सामर के लिए, इन सहबहुलकों्स को सामान्यतः अक्षर P (पोलोक्सामेर के लिए) के साथ तीन अंकों के साथ नामित किया जाता है: पहले दो अंकों को 100 से गुणा करके पॉलीऑक्सीप्रोपीलीन कोर का अनुमानित आणविक द्रव्यमान दिया जाता है, और अंतिम अंक 10 से गुणा किया जाता है। प्रतिशत पॉलीऑक्सीएथिलीन सामग्री (उदाहरण के लिए पोलोक्सामर 407 = 4000 ग्राम/मोल के पॉलीऑक्सीप्रोपीलीन आणविक द्रव्यमान और 70% पॉलीऑक्सीएथिलीन सामग्री के साथ पोलोक्सामर)। प्लूरोनिक और सिनपेरोनिक ट्रेडनामों के लिए, इन  सहबहुलकों्स की कोडिंग कमरे के तापमान पर इसके भौतिक रूप को परिभाषित करने के लिए एक अक्षर से प्रारंभ होती है (L = तरल, P = पेस्ट, F = परतदार (ठोस)) जिसके बाद दो या तीन अंक होते हैं, पहला अंक ( तीन अंकों की संख्या में दो अंक) संख्यात्मक पदनाम में, 300 से गुणा, हाइड्रोफोब के अनुमानित आणविक भार को इंगित करता है; और अंतिम अंक x 10 प्रतिशत पॉलीऑक्सीएथिलीन सामग्री देता है (उदाहरण के लिए, L61 1800 g/mol के पॉलीऑक्सीप्रोपीलीन आणविक द्रव्यमान और 10% पॉलीऑक्सीएथिलीन सामग्री को इंगित करता है)। दिए गए उदाहरण में, पोलोक्सामर 181 (P181) = प्लुरोनिक L61 और सिंपरोनिक PE/L 61।

सूक्ष्मकरण और चरण संक्रमण
पोलोक्सामर समाधानों की एक महत्वपूर्ण विशेषता उनका तापमान पर निर्भर स्व-संयोजन और थर्मो-गेलिंग (तापरक्षक का निश्चित रूप लेना) व्यवहार है। पोलोक्सामर्स के केंद्रित जलीय घोल कम तापमान पर तरल होते हैं और एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया में उच्च तापमान पर एक गाढ़ा पदार्थ बनाते हैं। इन प्रणालियों में होने वाले संक्रमण बहुलक संरचना (आणविक भार और हाइड्रोफिलिक/हाइड्रोफोबिक दाढ़ अनुपात) पर निर्भर करते हैं।

कम तापमान और सांद्रता पर (महत्वपूर्ण  कणपुंज तापमान और महत्वपूर्ण   कणपुंज सांद्रता के नीचे) अलग-अलग खंड  सहबहुलकों (यूनिमर) समाधान में उपस्थितहोते हैं। इन मूल्यों के ऊपर, अलग-अलग यूनिमर्स का एकत्रीकरण एक प्रक्रिया में होता है जिसे लघुकरण कहा जाता है। यह एकत्रीकरण हाइड्रोफोबिक पॉलीऑक्सीप्रोपीलीन खंड के निर्जलीकरण द्वारा संचालित होता है जो बहुलक एकाग्रता या तापमान में वृद्धि के रूप में उत्तरोत्तर कम घुलनशील हो जाता है। विलायक के साथ पीपीओ खंडों की बातचीत को कम करने के लिए कई यूनिमर्स का एकत्रीकरण होता है। इस प्रकार, समुच्चय का मूल अघुलनशील खंडों (पॉलीऑक्सीप्रोपाइलीन) से बना होता है जबकि घुलनशील भाग (पॉलीऑक्सीएथिलीन)   कणपुंज के खोल का निर्माण करता है।

संतुलन पर  कणपुंजीकरण पर तंत्र दो विश्राम समय पर निर्भर करता है: (1) पहला और सबसे तेज़ (माइक्रोसेकंड स्केल के दसियों)   कणपुंज्स और थोक समाधान के बीच यूनिमर्स एक्सचेंज से मेल खाता है और अनियनसन-वॉल मॉडल (स्टेप) का अनुसरण करता है -बाय-स्टेप इंसर्शन और सिंगल पॉलीमर चेन का निष्कासन), और (2) दूसरा और बहुत धीमा एक (मिलीसेकंड रेंज में) को संपूर्ण माइक्रोलर इकाइयों के गठन और टूटने के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है, जो अंतिम माइक्रोलर आकार के संतुलन की ओर ले जाता है।

गोलाकार  कणपुंज के अतिरिक्त, लम्बी या कृमि जैसे   कणपुंज भी बन सकते हैं। अंतिम ज्यामिति खंड को खींचने की एंट्रॉपी व्यय पर निर्भर करेगी, जो सीधे उनकी संरचना (आकार और पॉलीऑक्सीप्रोपीलीन/पॉलीऑक्सीएथिलीन अनुपात) से संबंधित है। आकार परिवर्तन में सम्मिलित  तंत्र सूक्ष्मकरण की गतिशीलता की तुलना में भिन्न होते हैं। खंड  सहबहुलकों   कणपुंजस के स्फेयर-टू-रॉड ट्रांज़िशन के लिए दो तंत्र प्रस्तावित किए गए थे, जिसमें   कणपुंज का विकास (ए) संलयन/  कणपुंज के विखंडन या (बी) सहवर्ती संलयन/  कणपुंज और यूनिमर एक्सचेंज के विखंडन से हो सकता है, इसके बाद स्मूथिंग किया जा सकता है। रॉड जैसी संरचनाओं की। तापमान और/या एकाग्रता की उच्च वृद्धि के साथ, अन्य घटनाएं हो सकती हैं जैसे अत्यधिक आदेशित मेसोफ़ेज़ (क्यूबिक, हेक्सागोनल और लैमेलर) का गठन। आखिरकार, पॉलीऑक्सीप्रोपीलीन खंडों का एक पूर्ण निर्जलीकरण और पॉलीऑक्सीएथिलीन श्रृंखलाओं के पतन से क्लाउडिंग और / या मैक्रोस्कोपिक चरण पृथक्करण हो जाएगा। यह इस तथ्य के कारण है कि उच्च तापमान पर पॉलीऑक्सीएथिलीन और पानी के अणुओं के बीच हाइड्रोजन बंधन टूट जाता है और पॉलीऑक्सीएथिलीन भी पानी में अघुलनशील हो जाता है।

चरण संक्रमण भी नमक और अल्कोहल जैसे योजक के उपयोग से अधिक सीमा तक प्रभावित हो सकते हैं। लवणों के साथ अंतःक्रिया जल संरचना निर्माताओं (नमकीन निकालना) या जल संरचना तोड़ने वाले (नमकीन डालना) के रूप में कार्य करने की उनकी क्षमता से संबंधित हैं।  अलग कर रहा है  साल्ट हाइड्रोजन बॉन्डिंग के माध्यम से पानी के स्व-हाइड्रेशन को बढ़ाते हैं और  सहबहुलकों के हाइड्रेशन को कम करते हैं, इस प्रकार महत्वपूर्ण   कणपुंज तापमान और महत्वपूर्ण   कणपुंज एकाग्रता को कम करते हैं। साल्टिंग-इन इलेक्ट्रोलाइट्स पानी के स्व-जलयोजन को कम करते हैं और बहुलक जलयोजन को बढ़ाते हैं, इसलिए महत्वपूर्ण   कणपुंज तापमान और महत्वपूर्ण   कणपुंज एकाग्रता में वृद्धि होती है। विभिन्न लवणों को उनकी 'सैल्टिंग-आउट' शक्ति के अनुसार हॉफमिस्टर श्रृंखला द्वारा वर्गीकृत किया गया है। इन सभी संक्रमणों को चित्रित करने वाले विभिन्न चरण आरेखों का निर्माण प्रायोगिक विधियोंों की एक विशाल विविधता (जैसे SAXS, विभेदक स्कैनिंग कैलोरीमेट्री, चिपचिपाहट माप, प्रकाश बिखरने) का उपयोग करके अधिकांश पोलोक्समर्स के लिए किया गया है।

उपयोग
उनकी amphiphilic संरचनाओं के कारण, पॉलिमर में पृष्ठसक्रियकारक गुण होते हैं जो उन्हें औद्योगिक अनुप्रयोगों में उपयोगी बनाते हैं। अन्य बातों के अतिरिक्त, उनका उपयोग हाइड्रोफोबिक, तैलीय पदार्थों की पानी में घुलनशीलता को बढ़ाने के लिए किया जा सकता है या अन्यथा अलग-अलग हाइड्रोफोबिसिटी वाले दो पदार्थों की मिश्रण क्षमता को बढ़ाया जा सकता है। इस कारण से, इन पॉलिमर का उपयोग सामान्यतः औद्योगिक अनुप्रयोगों, सौंदर्य प्रसाधनों और फार्मास्यूटिकल्स में किया जाता है। विभिन्न दवा वितरण अनुप्रयोगों के लिए उनका मूल्यांकन भी किया गया है और कीमोथेरेपी के लिए दवा प्रतिरोधी कैंसर को संवेदनशील बनाने के लिए दिखाया गया है।

बायोप्रोसेस अनुप्रयोगों में, सेल कल्चर मीडिया में उनके सेल कुशनिंग प्रभावों के लिए पोलोक्सामर्स का उपयोग किया जाता है क्योंकि उनके अतिरिक्त रिएक्टरों में कोशिकाओं के लिए कम तनावपूर्ण कतरनी की स्थिति होती है। विशेष रूप से सेल कल्चर के लिए व्यावसायिक रूप से उपलब्ध पोलोक्सामर्स के ग्रेड हैं, जिनमें कोलीफोर पी 188 बायो भी सम्मिलित है। सामग्री विज्ञान में, वर्तमान मे में एसबीए-15 सहित मेसोपोरस सामग्रियों के संश्लेषण में पोलोक्सामर पी123 का उपयोग किया गया है।

जब पानी में मिलाया जाता है, तो पोलोक्सामर्स के केंद्रित समाधान हाइड्रोजेल बना सकते हैं। इन जैल को आसानी से बाहर निकाला जा सकता है, जो अन्य कणों के लिए एक वाहक के रूप में कार्य करता है, और robocasting  के लिए उपयोग किया जाता है।

जैविक प्रभाव
काबानोव के नेतृत्व में किए गए कार्य ने वर्तमान मे में दिखाया है कि इनमें से कुछ पॉलिमर, जिन्हें मूल रूप से अक्रिय वाहक अणु माना जाता है, जैविक प्रणालियों पर बहुत वास्तविक प्रभाव डालते हैं, स्वतंत्र रूप से वे जिस दवा का परिवहन कर रहे हैं।   पोलोक्सामर्स को झिल्ली की सूक्ष्म चिपचिपाहट को प्रभावित करने वाले सेलुलर झिल्ली में सम्मिलित  करने के लिए दिखाया गया है। ऐसा लगता है कि पॉलिमर का सबसे बड़ा प्रभाव तब होता है जब सेल द्वारा एक   कणपुंज के अतिरिक्त एक यूनिमर के रूप में अवशोषित किया जाता है।

बहु दवा प्रतिरोधी कैंसर कोशिकाओं पर
गैर-कैंसर कोशिकाओं की तुलना में इन कोशिकाओं की झिल्ली में अंतर के कारण पोलोक्सामर्स को अधिमानतः कैंसर कोशिकाओं को लक्षित करने के लिए दिखाया गया है। पोलोक्सामर्स को कैंसर कोशिकाओं की सतह पर एमडीआर प्रोटीन और अन्य ड्रग एफ्लक्स ट्रांसपोर्टर्स को बाधित करने के लिए भी दिखाया गया है; एमडीआर प्रोटीन कोशिकाओं से दवाओं के प्रवाह के लिए जिम्मेदार होते हैं और इसलिए डॉक्सोरूबिसिन जैसे कीमोथेराप्यूटिक एजेंटों के लिए कैंसर कोशिकाओं की संवेदनशीलता को बढ़ाते हैं। कैंसर कोशिकाओं पर पॉलिमर का एक और प्रभाव बहु-दवा प्रतिरोधी (एमडीआर) कैंसर कोशिकाओं में एटीपी के उत्पादन का अवरोध है। पॉलिमर श्वसन प्रोटीन I और IV को रोकते हैं, और श्वसन पर प्रभाव एमडीआर कैंसर कोशिकाओं के लिए चयनात्मक लगता है, जिसे एमडीआर और संवेदनशील कोशिकाओं (क्रमशः फैटी एसिड और ग्लूकोज) के बीच ईंधन स्रोतों में अंतर से समझाया जा सकता है। पोलोक्सामर्स को प्रोटो-एपोप्टोटिक सिग्नलिंग को बढ़ाने, एमडीआर कोशिकाओं में एंटी-एपोप्टोइक रक्षा को कम करने, ग्लूटाथियोन / ग्लूटाथियोन एस-ट्रांसफरेज़ डिटॉक्सिफिकेशन प्रणालीको बाधित करने, साइटोक्रोम सी की रिहाई को प्रेरित करने, साइटोप्लाज्म में प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों को बढ़ाने और समाप्त करने के लिए भी दिखाया गया है। साइटोप्लाज्मिक पुटिकाओं के अंदर ड्रग सीक्वेंसिंग।

परमाणु कारक कप्पा बी
पर P85 जैसे कुछ पोलोक्सामर्स को न केवल लक्षित जीनों को लक्षित कोशिकाओं तक ले जाने में सक्षम होने के लिए दिखाया गया है, किंतु जीन अभिव्यक्ति को बढ़ाने के लिए भी दिखाया गया है। P85 और L61 जैसे कुछ पोलोक्सामर्स को NF kappaB जीन के प्रतिलेखन को प्रोत्साहित करने के लिए भी दिखाया गया है, चूंकि जिस तंत्र से यह प्राप्त किया गया है वह वर्तमान में अज्ञात है, बार P85 को निरोधात्मक कप्पा के फॉस्फोराइलेशन को प्रेरित करने के लिए दिखाया गया है।

sonication
द्वारा संभावित गिरावट

वांग एट अल। बहु-दीवार वाले कार्बन नैनोट्यूब (MWNTs) की उपस्थिति या अनुपस्थिति में पोलोक्सामर 188 (प्लूरोनिक एफ-68) और पोलोक्सामर 407 (प्लूरोनिक एफ-127) सोनिकेशन के जलीय घोल सुसंस्कृत कोशिकाओं के लिए अत्यधिक विषाक्त हो सकते हैं। इसके अतिरिक्त, विषाक्तता पॉलिमर के सोनोलिटिक गिरावट से संबंधित है।

बाहरी संबंध

 * Video Poloxamer-188: A Revolutionary Approach to Healing Injury