Polymer-lipid interactions:biomimetic self-assembly behaviour and surface properties of poly(styrene-alt-maleic acid) with diacylphosphatidylcholines

Abstract Various lubricating body fluids at tissue interfaces are composed mainly of combinations of phospholipids and amphipathic apoproteins. The challenge in producing synthetic replacements for them is not replacing the phospholipid, which is readily available in synthetic form, but replacing the apoprotein component, more specifically, its unique biophysical properties rather than its chemistry. The potential of amphiphilic reactive hypercoiling behaviour of poly(styrene-alt-maleic acid) (PSMA) was studied in combination with two diacylphosphatidylcholines (PC) of different chain lengths in aqueous solution. The surface properties of the mixtures were characterized by conventional Langmuir-Wilhelmy balance (surface pressure under compression) and the du Noüy tensiometer (surface tension of the non-compressed mixtures). Surface tension values and 31P NMR demonstrated that self-assembly of polymer-phospholipid mixtures were pH and concentration-dependent. Finally, the particle size and zeta potential measurements of this self-assembly showed that it can form negatively charged nanosized structures that might find use as drug or lipids release systems on interfaces such as the tear film or lung interfacial layers. The structural reorganization was sensitive to the alkyl chain length of the PC.

Obtenção e caracterização de complexos polieletrolíticos de quitosana e poli (metacrilato de sódio)

Polyelectrolyte complexes (PECs) nanoparticles were prepared using chitosan and sodium polymethacrylate. The complex formation was investigated using turbidimetry, conductometry, viscometry, and dynamic light scattering. The presence of excess positive charges was evidenced by zeta potential measurements. The particle diameter was characterized by dynamic light scattering and the morphology by atomic force microscopy. In all experiments an abrupt change in behavior was observed at a carboxyl:amino molar ratio around 0.7−0.8. Those changes in behavior were related to a proposed mechanism of complex formation based on the decrease of macromolecular dimensions of soluble polyelectrolyte complex clusters, followed by phase segregation

Novel surface-tethered estrogen polymeric platforms in cardiovascular regenerative medicine

L’estradiol (E2) est une hormone femelle qui joue un rôle essentiel, à la fois dans la régulation et dans la détermination de certaines conditions physiologiques in vivo, telle que la différenciation et la prolifération cellulaire. Lorsque l’E2 est donné en supplément, par exemple dans le cas de thérapie hormonale, deux effets sont observés, un effet génomique et un effet non-génomique, de par son interaction avec les récepteurs à œstrogène du noyau ou de la membrane cellulaire, respectivement. L’effet non-génomique est plus difficile à étudier biologiquement parce que l’effet se produit sur une échelle de temps extrêmement courte et à cause de la nature hydrophobe de l’E2 qui réduit sa biodisponibilité et donc son accessibilité aux cellules cibles. C’est pourquoi il est nécessaire de développer des systèmes d’administration de l’E2 qui permettent de n’étudier que l’effet non-génomique de l’œstrogène. Une des stratégies employée consiste à greffer l’E2 à des macromolécules hydrophiles, comme de l’albumine de sérum bovin (BSA) ou des dendrimères de type poly(amido)amine, permettant de maintenir l’interaction de l’E2 avec les récepteurs d’œstrogène de la membrane cellulaire et d’éviter la pénétration de l’E2 dans le noyau des cellules. Toutefois, ces systèmes macromolécules-E2 sont critiquables car ils sont peu stables et l’E2 peut se retrouver sous forme libre, ce qui affecte sa localisation cellulaire. L’objectif de cette thèse est donc de développer de nouvelles plateformes fonctionnalisées avec de l’E2 en utilisant les approches de synthèses ascendantes et descendantes. Le but de ces plateformes est de permettre d’étudier le mécanisme de l’effet non-génomique de l’E2, ainsi que d’explorer des applications potentielles dans le domaine biomédical. L’approche ascendante est basée sur un ligand d’E2 activé, l’acide 17,α-éthinylestradiol-benzoïque, attaché de façon covalente à un polymère de chitosan avec des substitutions de phosphorylcholine (CH-PC-E2). L’estradiol est sous forme de pro-drogue attachée au polymère qui s’auto-assembler pour former un film. L’effet biologique de la composition chimique du film de chitosan-phosphorylcholine a été étudié sur des cellules endothéliales. Les films de compositions chimiques différentes ont préalablement été caractérisés de façon physicochimique. La topographie de la surface, la charge de surface, ainsi que la rhéologie des différents films contenant 15, 25, ou 40% molaires de phosphorylcholine, ont été étudiés par microscopie à force atomique (AFM), potentiel zêta, résonance plasmonique de surface et par microbalance à cristal de quartz avec dissipation (QCM-D). Les résultats de QCM-D ont montré que plus la part molaire en phosphorylcholine est grande moins il y a de fibrinogène qui s’adsorbe sur le film de CH-PC. Des cellules humaines de veine ombilicale (HUVECs) cultivées sur des films de CH-PC25 et de CH-PC40 forment des amas cellulaire appelés sphéroïdes au bout de 4 jours, alors que ce n’est pas le cas lorsque ces cellules sont cultivées sur des films de CH-PC15. L’attachement de l’estradiol au polymère a été caractérisé par plusieurs techniques, telles que la résonance magnétique nucléaire de proton (1H NMR), la spectroscopie infrarouge avec transformée de Fourier à réfraction totale atténuée (FTIR-ATR) et la spectroscopie UV-visible. La nature hydrogel des films (sa capacité à retenir l’eau) ainsi que l’interaction des films avec des récepteurs à E2, ont été étudiés par la QCM-D. Des études d’imagerie cellulaires utilisant du diacétate de diaminofluoresceine-FM ont révélé que les films hydrogels de CH-PC-E2 stimulent la production d’oxyde nitrique par les cellules endothéliales, qui joue un rôle protecteur pour le système cardiovasculaire. L’ensemble de ces études met en valeur les rôles différents et les applications potentielles qu’ont les films de type CH-PC-E2 et CH-PC dans le cadre de la médecine cardiovasculaire régénérative. L’approche descendante est basée sur l’attachement de façon covalente d’E2 sur des ilots d’or de 2 μm disposés en rangées et espacés par 12 μm sur un substrat en verre. Les ilots ont été préparés par photolithographie. La surface du verre a quant à elle été modifiée à l’aide d’un tripeptide cyclique, le cRGD, favorisant l’adhésion cellulaire. L’attachement d’E2 sur les surfaces d’or a été suivi et confirmé par les techniques de SPR et de QCM-D. Des études d’ELISA ont montré une augmentation significative du niveau de phosphorylation de la kinase ERK (marqueur important de l’effet non-génomique) après 1 heure d’exposition des cellules endothéliales aux motifs alternant l’E2 et le cRGD. Par contre lorsque des cellules cancéreuses sont déposées sur les surfaces présentant des motifs d’E2, ces cellules ne croissent pas, ce qui suggère que l’E2 n’exerce pas d’effet génomique. Les résultats de l’approche descendante montrent le potentiel des surfaces présentant des motifs d’E2 pour l’étude des effets non-génomiques de l’E2 dans un modèle in vitro.

Highly stable PEGylated gold nanoparticles in water: applications in biology and catalysis

Gold nanoparticles (Au NPs) with diameters ranging between 5-60 nm have been synthesised in water, and further stabilized with polyethylene glycol-based thiol polymers (mPEG-SH). Successful PEGylation of the Au NPs was confirmed by Dynamic Light scattering (DLS) and Zeta potential measurements. PEG coating of the Au NPs is the key of their colloidal stabilty, and its successful applications. Catalytic efficiency testing of the PEG-AuNPs were carried out on homocoupling of boronic acid. PEG-Au NPs with AuNps diameter < 30 nm were useful as catalyst in water. Finally, the PEG-Au NPs were also shown to be stable in biological fluid and not cytotoxic on B16.F10 cell line, making them attractive for further studies.

Novel surface-tethered estrogen polymeric platforms in cardiovascular regenerative medicine

L’estradiol (E2) est une hormone femelle qui joue un rôle essentiel, à la fois dans la régulation et dans la détermination de certaines conditions physiologiques in vivo, telle que la différenciation et la prolifération cellulaire. Lorsque l’E2 est donné en supplément, par exemple dans le cas de thérapie hormonale, deux effets sont observés, un effet génomique et un effet non-génomique, de par son interaction avec les récepteurs à œstrogène du noyau ou de la membrane cellulaire, respectivement. L’effet non-génomique est plus difficile à étudier biologiquement parce que l’effet se produit sur une échelle de temps extrêmement courte et à cause de la nature hydrophobe de l’E2 qui réduit sa biodisponibilité et donc son accessibilité aux cellules cibles. C’est pourquoi il est nécessaire de développer des systèmes d’administration de l’E2 qui permettent de n’étudier que l’effet non-génomique de l’œstrogène. Une des stratégies employée consiste à greffer l’E2 à des macromolécules hydrophiles, comme de l’albumine de sérum bovin (BSA) ou des dendrimères de type poly(amido)amine, permettant de maintenir l’interaction de l’E2 avec les récepteurs d’œstrogène de la membrane cellulaire et d’éviter la pénétration de l’E2 dans le noyau des cellules. Toutefois, ces systèmes macromolécules-E2 sont critiquables car ils sont peu stables et l’E2 peut se retrouver sous forme libre, ce qui affecte sa localisation cellulaire. L’objectif de cette thèse est donc de développer de nouvelles plateformes fonctionnalisées avec de l’E2 en utilisant les approches de synthèses ascendantes et descendantes. Le but de ces plateformes est de permettre d’étudier le mécanisme de l’effet non-génomique de l’E2, ainsi que d’explorer des applications potentielles dans le domaine biomédical. L’approche ascendante est basée sur un ligand d’E2 activé, l’acide 17,α-éthinylestradiol-benzoïque, attaché de façon covalente à un polymère de chitosan avec des substitutions de phosphorylcholine (CH-PC-E2). L’estradiol est sous forme de pro-drogue attachée au polymère qui s’auto-assembler pour former un film. L’effet biologique de la composition chimique du film de chitosan-phosphorylcholine a été étudié sur des cellules endothéliales. Les films de compositions chimiques différentes ont préalablement été caractérisés de façon physicochimique. La topographie de la surface, la charge de surface, ainsi que la rhéologie des différents films contenant 15, 25, ou 40% molaires de phosphorylcholine, ont été étudiés par microscopie à force atomique (AFM), potentiel zêta, résonance plasmonique de surface et par microbalance à cristal de quartz avec dissipation (QCM-D). Les résultats de QCM-D ont montré que plus la part molaire en phosphorylcholine est grande moins il y a de fibrinogène qui s’adsorbe sur le film de CH-PC. Des cellules humaines de veine ombilicale (HUVECs) cultivées sur des films de CH-PC25 et de CH-PC40 forment des amas cellulaire appelés sphéroïdes au bout de 4 jours, alors que ce n’est pas le cas lorsque ces cellules sont cultivées sur des films de CH-PC15. L’attachement de l’estradiol au polymère a été caractérisé par plusieurs techniques, telles que la résonance magnétique nucléaire de proton (1H NMR), la spectroscopie infrarouge avec transformée de Fourier à réfraction totale atténuée (FTIR-ATR) et la spectroscopie UV-visible. La nature hydrogel des films (sa capacité à retenir l’eau) ainsi que l’interaction des films avec des récepteurs à E2, ont été étudiés par la QCM-D. Des études d’imagerie cellulaires utilisant du diacétate de diaminofluoresceine-FM ont révélé que les films hydrogels de CH-PC-E2 stimulent la production d’oxyde nitrique par les cellules endothéliales, qui joue un rôle protecteur pour le système cardiovasculaire. L’ensemble de ces études met en valeur les rôles différents et les applications potentielles qu’ont les films de type CH-PC-E2 et CH-PC dans le cadre de la médecine cardiovasculaire régénérative. L’approche descendante est basée sur l’attachement de façon covalente d’E2 sur des ilots d’or de 2 μm disposés en rangées et espacés par 12 μm sur un substrat en verre. Les ilots ont été préparés par photolithographie. La surface du verre a quant à elle été modifiée à l’aide d’un tripeptide cyclique, le cRGD, favorisant l’adhésion cellulaire. L’attachement d’E2 sur les surfaces d’or a été suivi et confirmé par les techniques de SPR et de QCM-D. Des études d’ELISA ont montré une augmentation significative du niveau de phosphorylation de la kinase ERK (marqueur important de l’effet non-génomique) après 1 heure d’exposition des cellules endothéliales aux motifs alternant l’E2 et le cRGD. Par contre lorsque des cellules cancéreuses sont déposées sur les surfaces présentant des motifs d’E2, ces cellules ne croissent pas, ce qui suggère que l’E2 n’exerce pas d’effet génomique. Les résultats de l’approche descendante montrent le potentiel des surfaces présentant des motifs d’E2 pour l’étude des effets non-génomiques de l’E2 dans un modèle in vitro.

Chitosan Nanoparticles Loaded The Herbicide Paraquat: The Influence Of The Aquatic Humic Substances On The Colloidal Stability And Toxicity.

Polymeric nanoparticles have been developed for several applications, among them as carrier system of pesticides. However, few studies have investigated the fate of these materials in the environment in relation to colloidal stability and toxicity. In nature, humic substances are the main agents responsible for complexation with metals and organic compounds, as well as responsible for the dynamics of these nanoparticles in aquatic and terrestrial environments. In this context, the evaluation of the influence of aquatic humic substances (AHS) on the colloidal stability and toxicity of polymeric nanoparticles of chitosan/tripolyphosphate with or without paraquat was performed. In this study, the nanoparticles were prepared by the ionic gelation method and characterized by size distribution measurements (DLS and NTA), zeta potential, infrared and fluorescence spectroscopy. Allium cepa genotoxicity studies and ecotoxicity assays with the alga Pseudokirchneriella subcapitata were used to investigate the effect of aquatic humic substances (AHS) on the toxicity of this delivery system. No changes were observed in the physical-chemical stability of the nanoparticles due to the presence of AHS using DLS and NTA techniques. However some evidence of interaction between the nanoparticles and AHS was observed by infrared and fluorescence spectroscopies. The ecotoxicity and genotoxicity assays showed that humic substances can decrease the toxic effects of nanoparticles containing paraquat. These results are interesting because they are important for understanding the interaction of these nanostructured carrier systems with species present in aquatic ecosystems such as humic substances, and in this way, opening new perspectives for studies on the dynamics of these carrier systems in the ecosystem.

Preparation, characterization and in vitro cytotoxicity of BSA-based nanospheres containing nanosized magnetic particles and/or photosensitizer

This study reports on the preparation, characterization and in vitro toxicity test of a new nano-drug delivery system (NDDS) based on bovine serum albumin (BSA) nanospheres which incorporates surface-functionalized magnetic nanoparticles (MNP) and/or the silicon(IV) phthalocyanine (NzPc). The new NDDS was engineered for use in photodynamic therapy (PDT) combined with hyperthermia (HPT) to address cancer treatment. The BSA-based nanospheres, hosting NzPc, MNP or both (NzPc and MNP), present spherical shape with hydrodynamic average diameter values ranging from 170 to 450 nm and zeta potential of around -23 mV. No difference on the fluorescence spectrum of the encapsulated NzPc was found regardless of the presence of MNP. Time-dependent fluorescence measurements of the encapsulated NzPc revealed a bi-exponential decay for samples incorporating only NzPc and NzPc plus MNP, in the time window ranging from 1.70 to 5.20 ns. The in vitro assay, using human fibroblasts, revealed no cytotoxic effect in all samples investigated, demonstrating the potential of the tested system as a synergistic NDDS. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Using gold nanoparticles in protein crystallography: studies in crystal growth and derivatization

Dissertation for the Master Degree in Structural and Functional Biochemistry

Effect of physico-chemical conditions and operating parameters on flux and retention of different components in ultrafiltration and nanofiltration fractionation of sweet whey

Tässä väitöstutkimuksessa tutkittiin fysikaaliskemiallisten olosuhteiden ja toimintaparametrien vaikutusta juustoheran fraktiointiin. Kirjallisuusosassa on käsitelty heran ympäristövaikutusta, heran hyödyntämistä ja heran käsittelyä kalvotekniikalla. Kokeellinen osa on jaettu kahteen osaan, joista ensimmäinen käsittelee ultrasuodatusta ja toinen nanosuodatusta juustoheran fraktioinnissa. Ultrasuodatuskalvon valinta tehtiin perustuen kalvon cut-off lukuun, joka oli määritetty polyetyleeniglykoliliuoksilla olosuhteissa, joissa konsentraatiopolariosaatioei häiritse mittausta. Kriittisen vuon konseptia käytettiin sopivan proteiinikonsentraation löytämiseksi ultrasuodatuskokeisiin, koska heraproteiinit ovat tunnetusti kalvoa likaavia aineita. Ultrasuodatuskokeissa tutkittiin heran eri komponenttien suodattumista kalvon läpi ja siihen vaikuttavia ominaisuuksia. Herapermeaattien peptidifraktiot analysoitiin kokoekskluusiokromatografialla ja MALDI-TOF massaspektrometrillä. Kokeissa käytettävien nanosuodatuskalvojen keskimääräinen huokoskoko analysoitiin neutraaleilla liukoisilla aineilla ja zeta-potentiaalit virtauspotentiaalimittauksilla. Aminohappoja käytettiin malliaineina tutkittaessa huokoskoon ja varauksen merkitystä erotuksessa. Aminohappojen retentioon vaikuttivat pH ja liuoksen ionivahvuus sekä molekyylien väliset vuorovaikutukset. Heran ultrasuodatuksessa tuotettu permeaatti, joka sisälsi pieniä peptidejä, laktoosia ja suoloja, nanosuodatettiin happamassa ja emäksisessä pH:ssa. Emäksisissä oloissa tehdyssä nanosuodatuksessa foulaantumista tapahtui vähemmän ja permeaattivuo oli parempi. Emäksisissä oloissa myös selektiivisyys laktoosin erotuksessa peptideistä oli parempi verrattuna selektiivisyyteen happamissa oloissa.

Electrochemical Characterisation of Filter Media Properties and Their Exploitation in Enhanced Filtration

Streaming potential measurements for the surface charge characterisation of different filter media types and materials were used. The equipment was developed further so that measurements could be taken along the surfaces, and so that tubular membranes could also be measured. The streaming potential proved to be a very useful tool in the charge analysis of both clean and fouled filter media. Adsorption and fouling could be studied, as could flux, as functions of time. A module to determine the membrane potential was also constructed. The results collected from the experiments conducted with these devices were used in the study of the theory of streaming potential as an electrokinetic phenomenon. Several correction factors, which are derived to take into account the surface conductance and the electrokinetic flow in very narrow capillaries, were tested in practice. The surface materials were studied using FTIR and the results compared with those from the streaming potentials. FTIR analysis was also found to be a useful tool in the characterisation of filters, as well as in the fouling studies. Upon examination of the recorded spectra from different depths in a sample it was possible to determine the adsorption sites. The influence of an external electric field on the cross flow microflltration of a binary protein system was investigated using a membrane electroflltration apparatus. The results showed that a significant improvement could be achieved in membrane filtration by using the measured electrochemical properties to help adjust the process conditions.

Estabilização do ácido lipoico via encapsulação em nanocápsulas poliméricas planejadas para aplicação cutânea

This work reports the development of polymeric nanocapsules containing lipoic acid prepared by interfacial deposition of poli(ε-caprolactona). The suspensions showed acid pH and encapsulation efficiencies from 77 to 90%. Zeta potential values were from -7.42 to -5.43 mV and particle sizes were lower than 340 nm with polidispersion lower than 0.3. The stability of nanocapsules within 28 days was evaluated in terms of pH, lipoic acid content, diameter, size distribution, zeta potential and measurements of relative light backscattering. The stability of formulations containing free lipoic acid was also evaluated. Nanoencapsulation drastically improved the physico-chemical stability of lipoic acid.

Reverse osmosis membrane surface modification: effects on membrane performance

The aim of this thesis was to study the surface modification of reverse osmosis membranes by surfactants and the effect of modification on rejection and flux. The surfactants included anionic and nonionic surfactants. The purpose of membrane modification was to improve pure water permeability with increasing salt rejection. The literature part of the study deals with the basic principles of reverse osmosis technology and factors affecting the membrane performance. Also the membrane surface modification by surfactants and their influence on membrane’s surface properties and efficiency (permeability and salt rejection) were discussed. In the experimental part of the thesis two thin-film composite membranes, Desal AG and LE-4040, were modified on-line with three different surfactants. The effects of process parameters (pressure, pH, and surfactant concentration) on surface modification were also examined. The characteristics of the modified membranes were determined by measuring the membranes’ contact angle and zeta potentials. The zeta potential and contact angle measurements indicate that the surfactants were adsorbed onto the both membranes. However, the adsorption did not effect on membrane’s pure water permeability and salt rejection. Thereby, the surface modification of the Desal AG and LE-4040 membranes by surfactants was not able to improve the membrane’s performance.

Influência de duas técnicas diferentes no tamanho e potencial zeta de nanopartículas de poli(D.L-láctico-co-glicólico)

O objectivo deste estudo consistiu na análise de diferentes parâmetros de formulação e processo e a sua influência no tamanho e potencial zeta de nanopartículas de poli(D,L-láctico-co-glicólico) (PLGA) preparadas por dois métodos diferentes, especificamente, emulsificação espontânea com difusão de solvente (m-SESD) e deslocamento de solventes (SD). As nanopartículas foram produzidas com um tamanho entre um intervalo de 200-300 nm para os dois métodos. O processo de liofilização causou o aumento do tamanho das nanopartículas para 300-500 nm. A presença de agente emulsivo aumentou a estabilidade das nanopartículas. Por outro lado, o tamanho de partículas dependeu do tipo de fármaco utilizado (ibuprofeno ou ácido azelaico). O rendimento de produção das nanopartículas foi de 96,0% para as nanopartículas produzidas com poloxamer 188 e de 94,0% para as partículas produzidas com laurilsulfato de sódio. Este estudo demonstrou esta formulação poderá ser considerada muito promissora sendo que o método m-SESD reveou-se mais eficaz para os parâmetros analisados.

Isoelectric Point Determination for Glossoscolex paulistus Extracellular Hemoglobin: Oligomeric Stability in Acidic pH and Relevance to Protein-Surfactant Interactions

The extracellular hemoglobin from Glossoscolex paulistus (HbGp) has a molecular mass of 3.6 M Da, It has a high oligomeric stability at pH 7.0 and low autoxidation rates, as compared to vertebrate hemoglobins. In this work, fluorescence and light scattering experiments were performed with the three oxidation forms of HbGp exposed to acidic pH. Our focus is on the HbGp stability at acidic pH and also on the determination of the isoelectric point (pI) of the protein. Our results show that the protein in the cyanomet form is more stable than in the other two forms, in the whole range. Our zeta-potential data are consistent with light scattering results. Average values apt obtained by different techniques were 5.6 +/- 0.5, 5.4 +/- 0.2 and 5.2 +/- 0.5 for the oxy, met, and cyanomet forms. Dynamic light scattering (DLS) experiments have shown that, at pH 6.0, the aggregation (oligomeric) state of oxy-, met- and cyanomet-HbGp remains the same as that at 7.0. The interaction between the oxy-HbGp and ionic surfactants at pH 5.0 and 6.0 was also monitored in the present study. At pH 5,0, below the protein pI, the effects of sodium dodecyl sulfate (SDS) and cetyltrimethylammonium chloride (CTAC) are inverted when compared to pH 7.0. For CTAC, in acid pH 5.0, no precipitation is observed, while for SDS an intense light scattering appears due to a precipitation process. HbGp interacts strongly with the cationic surfactant at pH 7.0 and with the anionic one at pH 5.0. This effect is due to the predominance, in the protein surface, of residues presenting opposite charges to the surfactant headgroups. This information can be relevant for the development of extracellular hemoglobin-based artificial blood substitutes.

Produção e avaliação de nanoemulsão catiônica como possível vetor não-viral para pIRES2-EGFP

Gene therapy is based on the transfer of exogenous genetic material into cells or tissues in order to correct, supplement or silencing a particular gene. To achieve this goal, efficient vehicles, viral or non-viral, should be developed. The aim of this work was to produce and evaluate a nanoemulsion system as a possible carrier for no-viral gene therapy able to load a plasmid model (pIRES2-EGFP). The nanoemulsion was produced by the sonication method, after been choose in a pseudo-ternary phase diagram build with 5 % of Captex 355®, 1.2 % of Tween 80®, 0.8 % of Span 80®, 0.16% of stearylamine and water (to 100 %). Measurements of droplet size, polydispersity index (PI), zeta potential, pH and conductivity, were performed to characterize the system. Results showed droplets smaller than 200 nm (PI < 0.2) and zeta potential > 30 mV. The formulation pH was near to 7.0 and conductivity was that expected to oil in water systems (70 to 90 μS/s) A scale up study, the stability of the system and the best sterilization method were also evaluated. We found that the system may be scaled up considering the time of sonication according to the volume produced, filtration was the best sterilization process and nanoemulsions were stable by 180 days at 4 ºC. Once developed, the complexation efficiency of the plasmid (pDNA) by the system was tested by agarose gel electrophoresis retardation assay.. The complexation efficiency increases when stearylamine was incorporated into aqueous phase (from 46 to 115 ng/μL); regarding a contact period (nanoemulsion / pDNA) of at least 2 hours in an ice bath, for complete lipoplex formation. The nanoemulsion showed low toxicity in MRC-5 cells at the usual transfection concentration, 81.49 % of survival was found. So, it can be concluded that a nanoemulsion in which a plasmid model was loaded was achieved. However, further studies concerning transfectation efficiency should be performed to confirm the system as non-viral gene carrier