Method Article

Kombinatorische Synthese von und High-Throughput-Protein Release von Polymer Film-und Nanopartikel-Bibliotheken

DOI:

10.3791/3882

September 6th, 2012

In This Article

Summary

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Diese Methode beschreibt die kombinatorische Synthese von biologisch abbaubaren Polyanhydrid Film-und Nanopartikel-Bibliotheken und die Hochdurchsatz-Detektion von Protein-Freisetzung aus diesen Bibliotheken.

Abstract

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Polyanhydride sind eine Klasse von Biomaterialien mit exzellenten Biokompatibilität Droge Lieferfähigkeit. Während sie wurden ausgiebig mit der studierten herkömmlichen Ein-Stichproben-at-a-time-Synthese-Technologien, eine neuere High-Throughput-Ansatz entwickelt ermöglicht die Synthese und Erprobung von großen Bibliotheken Polyanhydride 1. Dies erleichtert eine effizientere Optimierung und Design-Prozess dieser Biomaterialien für Drogen-und Impfstoff-Delivery-Anwendungen. Das Verfahren in dieser Arbeit beschreibt die kombinatorische Synthese von biologisch abbaubaren Polyanhydrid Film-und Nanopartikel-Bibliotheken und die Hochdurchsatz-Detektion von Protein-Freisetzung aus diesen Bibliotheken. In diesem Roboter betriebene Verfahren (Abbildung 1) werden lineare Aktuatoren und Spritzenpumpen von LabVIEW, die eine Freisprecheinrichtung automatisierten Protokoll ermöglicht, wodurch Anwenderfehler gesteuert. Darüber hinaus ermöglicht dieses Verfahren die rasche Herstellung von Mikro-Maßstab Polymer Bibliotheken, rotenucing die Chargengröße während was zur Schaffung multivariante Polymersystemen. Diese kombinatorische Ansatz zur Synthese von Polymeren ermöglicht die Synthese von bis zu 15 verschiedene Polymere in eine äquivalente Menge an Zeit, die für ein Polymer konventionell synthetisieren würde. Darüber hinaus kann die kombinatorische Bibliothek in freilassen Polymer oder Protein-beladenen Geometrien einschließlich Filmen oder Nanopartikel beim Auflösen des Polymers Bibliothek in einem Lösungsmittel und Ausfällen in einem Nichtlöser (z. Nanopartikel) oder durch Vakuumtrocknung (für Folien) hergestellt werden. Nach dem Laden eines Fluorochrom-konjugierten Proteins in die Polymer-Bibliotheken kann Protein Freisetzungskinetik bei hohem Durchsatz untersucht werden mit Hilfe eines Fluoreszenz-basierten Detektionsverfahren (Abbildungen 2 und 3), wie zuvor beschrieben ein. Diese kombinatorische Plattform wurde mit konventionellen Methoden validiert wurden 2 und das Polyanhydrid Film-und Nanopartikel-Bibliotheken wurden mit geprägt in vitro zelluläre Toxizität, Zytokin-Produktion, Oberflächenmarker Ausdruck, Adhäsion, Proliferation und Differenzierung, und in vivo Bioverteilung und Mucoadhäsion 1-11. Die kombinatorischen Methode entwickelt hierin ermöglicht Hochdurchsatz-Polymer-Synthese und Herstellung von Protein-beladenen Nanopartikel und Filmbibliotheken, welche wiederum können, in vitro und in vivo zur Optimierung der Leistung Biomaterial gescreent werden.

Protocol

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Ein. Kombinatorische Polymer Library Synthesis (Wechselnde in Polymerchemie) - siehe Abbildung 1 für Robotic-Setup

  1. Aufzulösen jedes Monomer in dem geeigneten Lösungsmittel (Konzentration = 25 mg / ml) und jeweils in eine geladen 10cc gasdichte Spritze.
  2. Anbringen der lösemittelbeständigen Köder Sperre Kapillarröhren an das Ende jeder Spritze.
  3. Legen Sie die Spritzen auf den Spritzenpumpen (New Era Programmable Spritzenpumpen) und einrasten.
  4. Festlegen der Hubantriebe (Zaber) in die Ausgangsposition.
  5. Verwendung Ring Stativklemmen Positionieren des Endes der beiden Kapillarröhrchen in die Ausgangsstellung....

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Discussion

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Kenntnis der erforderlichen Synthesebedingungen und den Glasübergangstemperaturen (T g s) der Polymeren synthetisiert sind für Bibliothek Herstellung. Falls die T g s unter Raumtemperatur, so kann der Nanopartikel Herstellungsschritt, müssen unter einer kontrollierten Temperatur-Umgebung unterhalb der T g des Polymers durchgeführt werden. Darüber hinaus sollte mit Vorsicht getroffen werden, um sicherzustellen, dass alle Geräte, die in Kontakt mit hohen Temperaturen und die Lösungsmittel .......

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Disclosures

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Keine Interessenskonflikte erklärt.

Acknowledgements

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Die Autoren erkennen die ONR-MURI Award (NN00014-06-1-1176) und die US Army Medical Research und Materiel Command (Grant No W81XWH-10-1-0806) für finanzielle Unterstützung. Dieses Material basiert auf der Arbeit von der National Science Foundation unter Grant No EWG 0552584 und 0851519 unterstützt werden.

....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Name Firma Katalognummer
Motorisierte XYZ Stage: 3x T-LSM050A, 50 mm Stellweg je Achse Zaber Technologies T-XYZ-LSM050A-KT04
NE-1000 Einzel-Spritzenpumpe New Era Pump Systems NE-1000
Pyrex * Vista * Randlose Reusable Glass Kultur Tubes Corning 07-250-125
Glasküvetten Scientific Strategies G102
LabVIEW National Instruments 776671-35
SGE Tight Gas-Spritzen, Luer Loc Sigma Aldrich 509507
U96 DeepWell Platten 1,3 ml & 2,0 ml Thermo Scientific: Nunc 278743
Nun cap-Matten Thermo Scientific: Nunc 276000
Typhoon 9400 GE Healthcare 63-0055-79
Whatman Grade 50 Circles 90 mm Whatman 1450-090

References

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  1. Petersen, L. K., Sackett, C. K., Narasimhan, B. A novel, high-throughput method to study in vitro protein release from polymer nanospheres. J. Comb. Chem. 12, 51-56 (2010).
  2. Petersen, L. K. Activation of i....

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Combinatorial SynthesisPolyanhydride LibrariesHigh throughput DetectionProtein Release KineticsAutomated DepositionNanoparticle FabricationFluorescence based DetectionPolymer CharacterizationDrug Delivery SystemsBiomaterial Optimization

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