Name: تجميع وتوصيف Micelles مجمع البولي كتروليت (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-03-02T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 44 s
Description: تعلم تصميم وتجميع وتوصيف Micelles مجمع البولي كتروليت النانوية باستخدام تقنية تلدين الملح. تُستخدم هذه الطريقة لحماية الأحماض النووية العلاجية وتسليمها في مجال الطب النانوي.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

نشكر غريفين وتيرا لافوا من مرفق توصيف المادة الناعمة ومرفق المجهر الإلكتروني المتقدم، على التوالي، في جامعة شيكاغو. كما نشكر شياو بينغ زو وسوينكي سيفيرت من مصدر الفوتون المتقدم في مختبر أرغون الوطني ومركز NIST لتصميم المواد الهرمية (CHiMaD) للدعم. ونشكر جيف تينغ ومايكل لويكهايد على إسهاماتهما في هذا العمل.

وليس لدى صاحبي البلاغ ما يكشفان عنه.

كما ذكر أعلاه، تتم كتابة البروتوكولات المعروضة هنا مع التركيز على oligonucleotides كعنصر البولياني وpLys-PEG كما copolymer كتلة محايدة الموجبة، ولكن لدينا اختبارلهم مع مجموعة متنوعة من البوليمرات، مثل بولي (حمض الاكريليك)، polyglutamate، وPEG-بولي (الفينيل بنزيل ثلاثي ميثيل اليوم)، ونعتقد أنها سوف تكون قابلة للتطبيق عموما لمعظم أزواج البولي كلوتريت. إحدى المعلمات التي قد تحتاج إلى تحسين هو تركيز الملح المستخدمة في الصلب، لأنه ينبغي أن تكون عالية بما فيه الكفاية أن PCMs لا تشكل في بداية الصلب. هذا يستطيع كنت فحصت تجريبيّا...

<table><tbody><tr><td>ورق ترشيح دائري 70 مم</td><td>Whatman</td><td>1001-070</td><td>ورق ترشيح للفتل أثناء إعداد الشبكة</td></tr><tr><td>فيلم الكربون شبكة TEM شبكة</td> علوم <td>المجهر الإلكتروني</td><td>CF200-Cu</td><td>شبكة TEM</td></tr><tr><td>شبكة DAWN</td><td>Wyatt</td><td>Technology DAWN</td><td>MALS أداة</td></tr><tr><td>الحمض النووي قليل النوكليوتيد</td><td>المتكاملة DNA Nanotechnologies Inc</td><td></td><td>مخصص قليل النوكليوتيد</td></tr><tr><td>Lacey Carbon علوم المجهر الإلكتروني لشبكة TEM</td><td></td><td>LC200-Cu</td><td>شبكة TEM</td></tr><tr><td>ميثوكسي بولي (إيثيلين جلايكول) -بلوك بولي (L-lysine هيدروكلوريد) PEG5k - PLKC50</td><td>Alamanda Polymers Inc</td><td>mPEG5K-b-PLKC50</td><td>مثال على كتلة البوليمر</td></tr><tr><td>المشترك Milli-Q</td><td>Millipore Sigma</td><td></td><td>الماء عالي النقاء</td></tr><tr><td>NanoDrop</td><td>Thermo Scientific</td><td></td><td>لقياس تركيز</td></tr> <tr>الحمض النووي<td>ملاقط ذات عمل سلبي</td><td>Dumont</td><td>N7</td><td>ملاقط لإعداد الشبكة</td></tr><tr><td>Parafilm "M"</td> <td>Bemis Company Inc</td><td>PM996</td><td>فيلم مختبر</td></tr><tr><td>Quantifoil Holey Carbon TEM شبكة</td><td>علوم المجهر الإلكتروني</td><td>Q210CR1.3</td><td>TEM</td></tr><tr><td>مقياس الزوايا البحثية ونظام تشتت ضوء</td><td>الليزر Brookhaven Instruments</td><td>BI-200SM</td><td>DLS / MALS أداة</td></tr><tr><td>Slide-A-Lyzer G2 2K 0.5 مل</td><td>Thermo Scientific Pierce Protein Biology</td><td>87723</td><td>خرطوشة غسيل الكلى</td></tr><tr><td>كوفيت صغيرة الحجم</td><td>Brookhaven Instruments</td><td>BI-SVC</td><td>Cuvette ل DLS / MALS</td></tr><tr><td>Solarus 950 نظام البلازما المتقدم</td><td>Gatan</td><td>Solarus 950</td><td>نظام البلازما لشبكات TEM</td></tr><tr><td>Talos TEM</td><td>FEI</td><td>Talos</td><td>TEM المستخدمة لعينات التبريد</td></tr><tr><td>Tecnai Spirit TEM</td><td>FEI</td><td>Spirit</td><td>TEM المستخدمة للعينات الجافة</td></tr><tr><td>Uranyl Formate</td><td>SPI-Chem</td><td>16984-59-1</td><td>لعينات التلوين السلبية ل TEM</td></tr><tr><td>Vitrobot</td><td>FEI</td><td></td><td>Vitrobot روبوت تزجيج لإعداد شبكة التبريد</td></tr></tbody></table>

تجميع وتوصيف micelles مجمع البولي كتروليت

Assembly and Characterization of Polyelectrolyte Complex Micelles

الخلايا المتعددة الكهربية المعقدة (PCMs) ، الجسيمات النانوية الأساسية shell التي شكلتها التجميع الذاتي للبوليمرات المشحونة في محلول مائي ، توفر منصة قوية لاستكشاف فيزياء التفاعلات البولي الكهرروليتية وتوفر أيضًا حلًا واعدًا لـ المشكلة الملحة لتقديم oligonucleotides العلاجية في الجسم الحي. وقد ثبت أن تطوير علاقات بنية تنبؤية وممتلكات لمركبات الـ PCMs أمر صعب، ويرجع ذلك جزئياً إلى وجود مصائد حركية قوية أثناء التجميع الذاتي للجسيمات النانوية. تناقش هذه المقالة معايير اختيار البوليمرات لبناء PCM وتوفر بروتوكولات تستند إلى طلاء الملح الذي يمكّن تجميع الجسيمات النانوية القابلة للتكرار والمنخفضة التشتت. كما نناقش توصيف PCM باستخدام تشتت الضوء، وتشتت الأشعة السينية بزاوية صغيرة، والمجهر الإلكتروني.

من أجل توضيح أساليب التوصيف المذكورة أعلاه ، نظهر نتائج نموذجية لـ PCMs تجميعها من oligonucleotides وكتلة copolymers من أطوال وكيمياء مختلفة(الشكل 1). يقدم الشكل 2 مثالاً على كيفية تنوع حجم PCM الأساسي (كما هو محدد من SAXS و TEM، الشكل 4 والشكل 5)مع طول الكتلة المشحونة. ويبين الشكل 3 بيانات DLS والنتائج المناسبة لمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور الكروية التي تشكلت من البول...

نحن نقدم بروتوكولات وبيانات تمثيلية لتصميم وتجميع وتوصيف micelles المعقدة polyelectrolyte ، والجسيمات النانوية الأساسية قذيفة التي شكلتها polyelectrolytes وهيدروفيلية مشحونة كتلة copolymers.

تجميع وتوصيف Micelles مجمع البولي كتروليت

Polyelectrolyte complex micelles (PCMs), core-shell nanoparticles formed by self-assembly of charged polymers in aqueous solution, provide a powerful ...

هذه الطريقة تصف المسار الكامل للتصميم، والتجمع، وتوصيف micelles المعقدة polyelectrolyte التي هي الجسيمات النانوية التي تتكون من التجميع الذاتي للبوليمرات المشحونة بالعكس. بعض التحديات الرئيسية مع polyelectrolyte التجميع الذاتي هي تجنب الفخاخ الحركية وتتميز الجسيمات النانوية. تقنية الملح الصلب التي نصفها تسمح للتجميع المتكرر من micelles مع انخفاض التشتت في كل من الحجم والشكل ونحن وصف أساليب توصيف بما في ذلك تشتت الضوء ، وزاوية صغيرة للأشعة السينية التشتت ، والمجهر الإلكتروني.إن تقديم الأحماض النووية العلاجية يمثل تحديًا طويلًا بالنسبة لـ nanomedicine. هذه micelles معقدة polyelectrolyte الاستفادة من شحنة سلبية قوية من الحمض النووي لعزل لهم في قلب micelle حيث المحايدة البوليمر كورونا يحميهم من النوى والاستجابة المناعية. وينبغي أن تكون طريقة التجميع قابلة للتطبيق على أي نوع من البوليمرات المشحونة.لقد اختبرناها مع العديد من البوليانيونس والبوليكاتيونات وينبغي أن تكون طريقة التوصيف قابلة للتطبيق على أي جسيمات نانوية مجمعة ذاتيًا بما في ذلك الجسيمات النانوية المائية وغيرها من الأنظمة المدفوعة مائيًا. تبدأ من خلال احتضان محلول oligonucleotide في 70 درجة مئوية لمدة خمس دقائق. بعد الحضانة، تبريده لمدة 15 دقيقة في درجة حرارة الغرفة إلى الأحماض النووية حرارية، ثم إضافة 40 ميكرولترات من 20 ملليمولار تركيز مشحونة ديبلوك copolymer.دوامة الحل فورا واحتضانه لمدة خمس دقائق في درجة حرارة الغرفة. لتنفيذ الملح الملين، إضافة محلول كلوريد الصوديوم إلى حل oligonucleotide لتركيز نهائي من الضرس واحد ودوامة لمدة 10 ثوان في السرعة القصوى. احتضان الخليط لمدة 10 دقائق في درجة حرارة الغرفة، ثم المضي قدما في تحميله في خرطوشة غسيل الكلى.قبل التحميل، خراطيش التسمية مع علامة دائمة ونقع لهم في المخزن المؤقت لمدة دقيقتين على الأقل لترطيب الأغشية. إزالة الغطاء عن طريق التواء عكس عقارب الساعة وتحميل العينة باستخدام هلام تحميل ماصة تلميح. ضغط بلطف الغشاء لإزالة الهواء الزائد واستبدال الغطاء.وضع الخراطيش في 1X PBS 0.5 مول كلوريد الصوديوم غسيل الكلى حمام التأكد من أنها تطفو مع كل من الأغشية المعرضة للحمام. بعد 24 ساعة، قم بنقل الخراطيش إلى 1X PBS ونقعها لمدة 24 ساعة إضافية. بعد غسيل الكلى النهائي، استرداد العينة عن طريق إزالة الخراطيش من الحمام، وإزالة الغطاء وإزالة العينة مع هلام تحميل ماصة تلميح.ضع العينة في أنبوب 1.5 ملليلتر صغير مجهري نظيف وابرده حتى يصبح جاهزًا للاستخدام. إعداد العينة في DLS الصك وفقا لتوجيهات المخطوطات، ثم الحصول على البيانات لمدة دقيقة واحدة على الأقل مع التأكد من أن معدل العد ثابت على مدى كامل الوقت اكتساب. فحص بيانات التوثيق التلقائي.يجب أن يكون خط الأساس لفترة طويلة مسطحًا ويجب أن يكون منحنى التوثيق التلقائي سلسًا مع الحد الأدنى من التشتت. يمكن تحسين الضوضاء في البيانات عن طريق الحصول على مزيد من البيانات. لإجراء تقليل البيانات وتحليلها باستخدام Irena، ابدأ باستيراد الميكروفون في مجموعات بيانات الخلفية.رسم العينة والخلفية معاً على مقياس سجل وحساب العينة إلى نسبة الخلفية والتحقق من ارتفاع Q asymptote. حساب متوسط نسبة عبر نطاق Q هذا واستخدام ماكرو معالجة البيانات إلى مقياس الخلفية مع النسبة المحسوبة. ثم رسم الخلفية طرح إشارة عبر س وحفظ البيانات مع اسم جديد مع التأكد من عدم الكتابة فوق البيانات الأصلية.افتح ماكرو النمذجة، ثم قم بتحميل البيانات التي تم طرحها في الخلفية وارسمها. للعثور على نموذج تقريبي للسطح الخارجي للميكروفيت المعقدة بوليكتروبليت، أو PCM، حدد التدفق إلى نطاق Q متوسط في عناصر تحكم البيانات مع التأكد من تضمين التذبذبات إذا كانت موجودة. في عناصر تحكم الطراز، حدد أول مجموعة مبعثرة وتأكد من أنها الوحيدة المستخدمة.حدد توزيع الحجم للنموذج، واختر نوع التوزيع المطلوب، وحدد عامل النموذج. هذا المثال هو لاسطوانة مرنة التي يجب أن تضاف يدوياً تحت عامل شكل المستخدم. قم بتنزيل عامل شكل الأسطوانة المرنة وإضافته، ثم أدخل أسماء الوظائف والقيم الأولية للمعلمات الأولى واثنين والتي تتوافق مع طول الأسطوانة وطول Kuhn على التوالي.هذه الاسطوانات أطول من يمكن حلها بواسطة SAXS بحيث يتم إصلاح المعلمة طول الاسطوانة بقيمة كبيرة. قم بتعيين المعلمات الأولية للبحث عن طريق إدخال قيم في حقول المقياس والحجم المتوسط والعرض. ثم انقر فوق حساب النموذج لرسم عامل النموذج الناتج.بمجرد العثور على معلمات معقولة، انقر فوق طراز احتواء لتنفيذ المربعات الأقل غير الخطية التي تناسب البيانات. المقبل ، نموذج تشتت البوليمرات الفردية داخل الأساسية PCM. ضبط عناصر تحكم البيانات لتحديد نطاق Q حيث يحدث التشتت الزائد الذي عادة ما يكون في نطاق متوسط إلى عال.إضافة عدد من السكان مبعثر الثاني وتأكد من أنها هي الوحيدة المستخدمة. حدد مستوى موحدة للنموذج، وضبط العوامل GDA G وRG للتأكد من أن النموذج لا يتوقع التشتت الزائد عند Q منخفضة واستخدام PB صالح بين المؤشرات الماكرو للحصول على تخمين أولي لهذه المعلمات. أما بالنسبة لمعامل الشكل، قم بتنفيذ ملائمة غير خطية لنموذج المستوى الموحد.إذا كانت ذروة الانعراج موجودة، أضف نموذج ثالث لذروة الانعراج في نطاق Q من الاهتمام. مرة واحدة يتم الحصول على القيم التقريبية تناسب للسكان متفرقة الفردية، بدوره على كل ثلاثة معا وتحسين تناسب مجتمعة. وأخيراً، تحقق من أن كل قيمة تبقى معقولة فعلياً وحفظ الملاءمة عن طريق تحديد مخزن في المجلد.يجب أن تكون نتيجة هذا الإجراء نموذج مركب يصف زاوية صغيرة الأشعة السينية تشتت البيانات جيدا على نطاق كبير من حجم المقاييس. وقد استخدم هذا البروتوكول لتصميم وتجميع وتوصيف الحمض النووي متعدد الدراجات المعقدة micelles أو PCMs. يحرك حجم القلب Micelle في المقام الأول من طول كتلة مشحونة من البلوكلير كتلة ومستقلة إلى حد كبير من طول homopolymer.تم الحصول على بيانات تشتت الضوء الديناميكية لPCMS كروية شكلت من copolymers كتلة طويلة نسبيا في oligonucleotides قصيرة واحدة تقطعت بهم السبل. تسوس دالة التصحيح التلقائي إلى قيمة مسطحة مع مقياس وقت واحد مما أدى إلى ذروة حجم واحد في توزيع حجم repIS. يمكن أن يكون تشتت أشعة X-ray صغير معقد أو أطياف كثافة SAXS مناسبًا بدقة من خلال الجمع بين نماذج الارتباطات المكانية المتعددة الموجودة وتشتت الضوء المتعدد الالقطاعات لتوسيع قياسات التشتت إلى موازين أطول طولًا.يمكن أيضا أن PCMs من مورفولوجيا مختلفة يمكن أن تكون صورة مع المجهر الإلكترون للتحقق من أن الأشعة الأساسية والشكل تتفق مع القيم التي تم الحصول عليها من تركيب بيانات SAXS. عند تركيب بيانات SAXS ، من المهم حساب كل ميزة مبعثر واستخدام طرق مجانية مثل TEM للتأكد من أنك تستخدم عامل الشكل الصحيح.

assembly-and-characterization-of-polyelectrolyte-complex-micelles

Research

JoVE Journal

Chemistry

الكيمياء

&lt; p class = 'jove_content'&gt; نبلغ عن بروتوكولات "بلمرة" أنواع مختلفة من الجسيمات النانوية المعدنية المغلفة بالبوليمر في سلاسل طويلة من "homo-" و "co-polys".

باستخدام Polystyrene-<em&gt; كتلة</em&gt; -poly (حمض الاكريليك) المغلفة المعادن النانوية كما مونمرات لتلك هومو والتعاون البلمرة

الهدف من هذا البروتوكول هو وصف تحضير وتوصيف الأدوية المحبوسة جسديا والقابلة للذوبان في الماء بشكل سيئ في أنظمة توصيل الأدوية الميسيلار المكونة من بوليمرات جماعية جماعية برمائية.

إعداد وتوصيف الفردية والمتعددة المخدرات تحميل جسديا شرك البوليمرية المذيلات

توضح هذه المقالة عملية إنتاج الجسيمات النانوية البوليمرية ذاتية التجميع باستخدام بلمرة التشتت بوساطة الضوء المرئي. يسمح استخدام الضوء المرئي منخفض الطاقة للتحكم في البلمرة بالتكوين القابل للتكرار للمذيلات الشبيهة بالديدان ذاتية التجميع عند نسبة عالية من المواد الصلبة.

توليف سطحي من المذيلات تشبه دودة من الضوء المرئي وساطة التشتت البلمرة عن طريق Photoredox محفز

ووصف الخطوات الرئيسية ليعيش البلمرة الأيونية الأثير فينيل glycidyl (PheGE) على غليكول ميثوكسي البولي اثيلين (MPEG-ب -PPheGE). تم تحميل الناتجة المذيلات كتلة من البوليمرات (BCMs) مع دوكسوروبيسين 14٪ (٪ بالوزن) وإطلاق سراح متواصلة من المخدرات على مدى 4 أيام تحت الناحية الفسيولوجية تم الحصول عليها الشروط ذات الصلة.

أنيونية البلمرة من كوبوليمر محبة للجهتين لإعداد كتلة كوبوليمر المذيلات استقرت بواسطة تفاعلات التراص π-π

هنا، نقدم بروتوكول لإعداد وتصور الهياكل الثانوية (على سبيل المثال، والألياف، أبنية حلقية، والنانو المجالات) المستمدة من polycarbodiimides حلزونية. وقد أظهرت التشكل تتميز كلا المجهري القوة الذرية (AFM) والمجهر الإلكتروني الماسح (SEM) تعتمد على التركيب الجزيئي، والتركيز، ومذيب للاختيار.

الأشكال التضاريسية الذاتي تجميع تم الحصول عليها من حلزوني Polycarbodiimide البوليمر ومشتقاتها التريازول

تبلور يحركها التجميع الذاتي (CDSA) يعرض القدرة الفريدة على اختلاق الهياكل النانوية أسطوانية التوزيعات ضيقة الطول. وأظهرت البلمرة الحلقي فتح البومرة من ε-caprolactone وملحقات سلسلة لاحقة من ميثاكريلات الميثيل وN,N-ثنائي ميثيل أكريلاميد. ويرد بروتوكول CDSA الحية التي تنتج اسطوانات أحادية التشتت تصل إلى 500 نانومتر في الطول.

توليف جسيمات نانوية أسطوانية أحادية التشتت عبر التجميع الذاتي للبوليمرات القابلة للتحلل البيولوجي

في واجهة المذيبات العضوية والمائية ، تتجمع البروتينات الشبيهة بالإيلاستين المصممة خصيصًا في هياكل فوق جزيئية معقدة مثل الحويصلات والألياف والكواسيرفات التي تسببها المعلمات البيئية. تنتج بروتوكولات التجميع الموصوفة مقصورات تعتمد على الأغشية البروتينية (PMBCs) مع خصائص قابلة للسحب ، مما يتيح تغليف البضائع المختلفة.

توجيه تجميع البروتينات الشبيهة بالإيلاستين إلى هياكل فوق جزيئية محددة وتغليف البضائع في المختبر

هنا ، يتم تقديم بروتوكول لإجراء وتحليل ربط وتنقل وتجميع جزيئات مفردة على أغشية دهنية مزدحمة اصطناعية باستخدام مجهر التألق الداخلي الكلي للانعكاس الداخلي (smTIRF) أحادي الجزيء.

نشر جزيء واحد وتجميعها على أغشية الدهون المزدحمة بالبوليمر

يصف البروتوكول الحالي تجميع الجسيمات الشحمية بمساعدة الأوكتانول (OLA) ، وهي تقنية ميكروفلويديك لتوليد الجسيمات الشحمية المتوافقة حيويا. تنتج OLA جسيمات ليبوزومات أحادية التشتت بحجم ميكرون مع تغليف فعال ، مما يسمح بإجراء تجارب فورية على الرقاقة. من المتوقع أن يكون هذا البروتوكول مناسبا بشكل خاص للبيولوجيا التركيبية وأبحاث الخلايا الاصطناعية.

تجميع الجسيمات الشحمية بمساعدة الأوكتانول على الرقاقة للهندسة الحيوية

وصفنا تفاصيل التجريبية من تركيب جزيئات منقوشة وإعادة التشكيل من اثنين السلائف (2D) الأبعاد. ويمكن استخدام هذه المنهجية لخلق الجسيمات في مجموعة متنوعة من الأشكال بما في ذلك الأشكال المتعددة السطوح والأجهزة استيعاب بمقاييس طول بدءا من الدقيقة لحجم سنتيمتر.

اوريغامي الملهمة التجميع الذاتي للجزيئات منقوشة واعادة التشكيل

تعلم تصميم وتجميع وتوصيف Micelles مجمع البولي كتروليت النانوية باستخدام تقنية تلدين الملح. تُستخدم هذه الطريقة لحماية الأحماض النووية العلاجية وتسليمها في مجال الطب النانوي.

تجميع وتوصيف Micelles مجمع البولي كتروليت

استكشف المزيد من الفيديوهات