Fornecemos protocolos e dados representativos para projetar, montar e caracterizar micelas complexas de polieletrólito, nanopartículas de casca de núcleo formadas por polieletrólitos e copolímeros de blocos não carregados hidrofílicos.
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Artigo de método
Montagem e Caracterização de Micelis Complexos polieletrolitos
Neste artigo
Resumo
Resumo
Micelios complexos de polieletrólito (PCMs), nanopartículas de concha soca formadas pela automontagem de polímeros carregados em solução aquosa, fornecem uma plataforma poderosa para explorar a física das interações de polieletrólitos e também oferecem uma solução promissora para o problema premente de entregar oligonucleotídeos terapêuticos in vivo. O desenvolvimento de relações preditivas de estrutura-propriedade para PCMs tem se mostrado difícil, em parte devido à presença de fortes armadilhas cinéticas durante a auto-montagem da nanopartículas. Este artigo discute critérios para a escolha de polímeros para construção de PCM e fornece protocolos baseados em aanneling de sal que permitem a montagem de nanopartículas repetitivas e de baixa polidispersão. Também discutimos a caracterização do PCM usando dispersão de luz, dispersão de raios-X de pequeno ângulo e microscopia eletrônica.
Introdução
Quando politrólitos carregados opostomente são misturados em solução aquosa, o ganho de entropia com a liberação de suas contra-ataques causa a desmistura da solução em uma fase condensada rica em polímeros e um supernatante empobrecido de polímero1,2,3,4,5, um fenômeno conhecido como complexo de polieletrólito. Se um bloco hidrofílico neutro for conjugado a um ou ambos os polieletrólitos, ocorre a separação da fase nanoescala (Figura 1A). As nanopartículas de ....
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Protocolo
1. Preparação de Materiais
- Pesar o polímero de diblock liofilizado e adicione água até quase o volume necessário para uma solução de estoque de 10 mg/mL concentração final. Vórtice em velocidade máxima por 2 min.
- Sonicate por 5 min. Desbloqueios muito longos podem exigir sonsoação adicional. A solução de estoque deve parecer completamente transparente e homogênea.
- Ajuste o pH para 7,4 usando NaOH ou HCl conforme necessário. Adicione água ao volume final. as soluções pLys-PEG são bastante estáveis, mas devem ser refrigeradas para armazenamento a longo prazo e o pH deve ser verificado antes do uso. A liofilização é preferível ao congelament....
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Resultados
Para ilustrar os métodos de caracterização descritos acima, mostramos resultados típicos para PCMs montados a partir de oligonucleotídeos e blocos de copolímeros de vários comprimentos e químicas(Figura 1). A Figura 2 fornece um exemplo de como o tamanho do núcleo PCM (conforme determinado a partir de SAXS e TEM, Figura 4 e Figura 5) variou com comprimento de bloco carregado. A Figu.......
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Discussão
Como mencionado acima, os protocolos aqui apresentados são escritos com foco em oligonucleotídeos como componente de polianion e pLys-PEG como copolímero de bloco cationic neutro, mas nós os testamos com uma variedade de polímeros, como poli (ácido acrílico), poliglutamato e PEG-poly (trimetilamônio de vinilbenzyl), e acreditamos que eles serão geralmente aplicáveis para a maioria dos pares polieletrotrólitos. Um parâmetro que pode precisar ser otimizado é a concentração de sal usada para aveia, pois deve ser alto o sufi.......
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Divulgações
Os autores não têm nada para divulgar.
Agradecimentos
Agradecemos a Phil Griffin e Tera Lavoie do Soft Matter Characterization Facility e advanced Electron Microscopy Facility, respectivamente, na Universidade de Chicago. Agradecemos também a Xiaobing Zuo e Soenke Seifert da Fonte De fótons Avançada do Laboratório Nacional de Argonne e do Centro NIST de Design de Materiais Hierárquicos (CHiMaD). Agradecemos a Jeff Ting e Michael Lueckheide por suas contribuições para este trabalho.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Papel de filtro circular de 70 mm | Whatman | 1001-070 | Papel de filtro para absorção durante a preparação da grade |
| Filme de carbono TEM grade | Microscopia eletrônica Ciências | CF200- | TEM grade |
| DAWN | Wyatt Technology | DAWN | MALS instrumento |
| DNA oligonucleotídeo | integrado DNA Nanotechnologies Inc | Oligonucleotídeo personalizado | |
| Lacey Carbon Grade TEM | Electron Microscopy Sciences | LC200- | Grade TEM |
| Metoxi-poli(etilenoglicol)-bloco-poli(cloridrato de l-lisina) PEG5k - PLKC50 | Alamanda Polymers Inc | mPEG5K-b-PLKC50 | Exemplo de copolímero em bloco |
| Milli-Q | Millipore Sigma | Água ultrapura | |
| NanoDrop | Thermo Scientific | Para medir a concentração | |
| pinças de ação negativa | Dumont | N7 | Pinças para preparação de grade |
| Parafilm "M" | Bemis Company Inc | PM996 | Filme de laboratório |
| Quantifoil Holey Carbon TEM grid | Microscopia eletrônica Ciências | Q210CR1.3 | TEM grid |
| Goniômetro de pesquisa e sistema de espalhamento de luz laser | Brookhaven Instruments | BI-200SM | DLS / MALS instrument |
| Slide-A-Lyzer G2 2K 0,5 mL | Thermo Scientific Pierce Protein Biology | 87723 | |
| Cubeta de pequeno volume Cubeta de pequeno volume | Brookhaven Instruments | BI-SVC | Cubeta para DLS/MALS |
| Solarus 950 Sistema de Plasma Avançado | Gatan | Solarus 950 | Sistema de Plasma para grades TEM |
| Talos FEI | Talos | TEM usado para amostras criogênicas | |
| Tecnai Espírito TEM | FEI | Espírito | TEM usado para amostras secas |
| Formato de Uranilo | SPI-Chem | 16984-59-1 | Para amostras de coloração negativa para TEM |
| Vitrobot | FEI | Vitrobot Robô de vitrificação para preparação de grade criogênica |
Referências
- Spruijt, E., Westphal, A. H., Borst, J. W., Cohen Stuart, M. A., van der Gucht, J. Binodal compositions of polyelectrolyte complexes. Macromolecules. 43 (15), 6476-6484 (2010).
- van der Gucht, J., Spruijt, E., Lemmers, M., Cohen Stuart, M. A. Polyelectrolyte complexes: bulk ph....
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Reimpressões e permissões
