In diesem Protokoll werden doxorubicin-geladene AS1411-g-PEI-g-PEG modifizierte Gold-Nanopartikel über dreistufige Amidreaktionen synthetisiert. Dann wird Doxorubicin geladen und an Zielkrebszellen für die Krebstherapie geliefert.
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Methodenartikel
Synthese von Aptamer-PEI-g-PEG Modifizierte Gold-Nanopartikel, die mit Doxorubicin für die gezielte Arzneimittelabgabe geladen werden
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Aufgrund der Arzneimittelresistenz und Toxizität in gesunden Zellen ist die Anwendung von Doxorubicin (DOX) in der klinischen Krebstherapie begrenzt. Dieses Protokoll beschreibt die Konstruktion von Poly(Ethylenimin) mit Polyethylenglykol (PEI-g-PEG) copolymer funktionalisierten Gold-Nanopartikeln (AuNPs) mit belastetem Aptamer (AS1411) und DOX durch Amidreaktionen. AS1411 ist speziell mit gezielten Nucleolin-Rezeptoren auf Krebszellen verbunden, so dass DOX Krebszellen anstelle von gesunden Zellen anspricht. Zuerst wird PEG carboxyliert und dann an verzweigte PEI transplantiert, um ein PEI-g-PEG-Copolymer zu erhalten, das durch 1H NMR-Analyse bestätigt wird. Als nächstes werden PEI-g-PEG Copolymer-beschichtete Gold-Nanopartikel (PEI-g-PEG@AuNPs) synthetisiert, und DOX und AS1411 werden nach und nach über Amidreaktionen kovalent mit AuNPs verbunden. Der Durchmesser des präparierten AS1411-g-DOX-g-PEI-g-PEG@AuNPs beträgt 39,9 nm, mit einem Zetapotential von -29,3 mV, was darauf hinweist, dass die Nanopartikel in Wasser und Zellmedium stabil sind. Zellzytotoxizitätstests zeigen, dass die neu entwickelten DOX-geladenen AuNPs in der Lage sind, Krebszellen abzutöten (A549). Diese Synthese demonstriert die empfindliche Anordnung von PEI-g-PEG-Copolymeren, Aptamern und DOX auf AuNPs, die durch sequenzielle Amidreaktionen erreicht werden. Solche aptamer-PEI-g-PEG funktionalisierten AuNPs bieten eine vielversprechende Plattform für die gezielte Medikamentenabgabe in der Krebstherapie.
Einleitung
Als das größte Problem der öffentlichen Gesundheit weltweit, Krebs wird weithin als mit einer niedrigen Heilungsrate, hohe Rezidivrate und hohe Sterblichkeitsrate1,2gekennzeichnet. Aktuelle konventionelle Anti-Krebs-Methoden umfassen Chirurgie, Chemotherapie und Strahlentherapie3, unter denen Chemotherapie ist die primäre Behandlung für Krebspatienten in der Klinik4. Klinisch verwendete Anti-Krebs-Medikamente gehören hauptsächlich Paclitaxel (PTX)5 und Doxorubicin (DOX)6,7. DOX, ei....
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Protokoll
VORSICHT: Achten Sie darauf, alle relevanten Sicherheitsdatenblätter (MSDS) zu konsultieren, bevor Sie alle Chemikalien verwenden. Mehrere der Chemikalien, die zur Herstellung von Copolymer- und Nanopartikeln verwendet werden, sind akut toxisch. Nanopartikel haben auch potenzielle Gefahren. Achten Sie darauf, alle geeigneten Sicherheitspraktiken und persönliche Schutzausrüstung zu verwenden, einschließlich Handschuhe, Labormantel, Kapuzen, Hose in voller Länge und schuhen.
1. Synthese von Doppelcarboxyl-Polyethylenglycol (CT-PEG)33
- 1,46 g (14,6 mmol) Bernsteinanhydrid (SA) und 209 mg (1,71 mmol) 4-Dimethyla....
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Ergebnisse
1 H NMR-Spektroskopie wurde verwendet, um die erfolgreiche Synthese von CT-PEG-Polymeren und PEI-g-PEG-Copolymeren zu bestätigen (Abbildung 2). Abbildung 2a zeigt, dass das Methylenprotonsignal bei δ = 3,61 ppm und das Carboxylprotonensignal bei δ = 2,57 ppm die erfolgreiche Synthese von CT-PEG-Polymeren bestätigen. Abbildung 2b zeigt, dass das Methylenprotonsignal von PEG bei δ = 2,6 ppm und da.......
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Diskussion
Das 1H NMR-Spektrum (Abbildung 2) bestätigt die erfolgreiche Synthese von CT-PEG-Copolymer und PEI-g-PEG-Copolymer. Die Molekulargewichte von PEG und PEI betrugen 1.000 bzw. 1.200. Zusätzlich wurde das EDC/NHS-Katalytiksystem verwendet, um PEI-g-PEG-Copolymer über Amidreaktionen zu synthetisieren. Es sollte beachtet werden, dass, wenn sich die Molekulargewichte von PEG und PEI für die Synthese von PEI-g-PEG-Copolymer änderten, die Reaktionszeit und das katalytische System neu bewe.......
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Offenlegungen
Die Autoren haben nichts zu verraten.
Danksagungen
Diese Forschung wurde von der National Natural Science Foundation of China (31700840) finanziert; das wichtigste wissenschaftliche Forschungsprojekt der Provinz Henan (18B430013, 18A150049). Diese Forschung wurde vom Nanhu Scholars Program for Young Scholars of XYNU unterstützt. Die Autoren danken dem Bachelor-Studenten Zebo Qu vom College of Life Sciences in XYNU für seine hilfreichen Arbeiten. Die Autoren möchten das Analyse- und Prüfzentrum von XYNU für die Nutzung ihrer Geräte würdigen.
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Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| 4-Dimethylaminopyridin | Macklin | D807273 | |
| A549 Zelle | ATCC CCL-185TM | ||
| AS1411 | BBI Life Sciences Corporation | 5'-d (TTTGGTGGTGTGTGTGTGTGTGGTGGTGGTGG) FL-AS1411 (Fluorophor-markiertes AS1411) | |
| Wasserfreies Tetrahydrofuran (THF) | SinoPharm Chemisches Reagenz Co., Ltd | ||
| Zellzählkit-8 ( CCK-8) | Sigma Aldrich | 96992-500TESTS-F | |
| Dichlormethan | Traditionelle chinesische Medizin | 80047318 | |
| Diethylether (Et2O) | SinoPharm Chemisches Reagent Co., Ltd | ||
| Dimethylsulfoxid | Macklin | D806645 | |
| Dulbecco's modifiziertes Eagle's Medium (DMEM) | Sigma Aldrich | ||
| Doxorubicinhydrochlorid | Rhawn | R017518 | |
| Ether absolut | Traditionelle Chinesische Medizin | 80059618 | |
| Field Emission Transmission Elektronenmikroskop | FEI Company | Tecnai G2 F 20 | |
| Gold(III)-chlorid-Trihydrat | Rhawn | R016035 | |
| Laser Particle-size | Instrument Malvern Instruments Ltd | ZetasizerNanoZS/ Masterszer3000E | |
| Mikroplatten-Reader | Molekulare Bauelemente | SpectraMax 190 | |
| N-(3-Dimethylaminopropyl)-N'-ethylcarbodiimidhydrochlorid | Macklin | N808856 | |
| N-Hydroxysuccinimid | Macklin | H6231 | |
| NMR-Software | Delta 5.2.1 | ||
| Kernspinresonanzspektrometer | JEOL | JNM-ECZ600R/S3 | |
| Origin 8.5 | OriginLab | ||
| Penicillin | Sigma Aldrich | V900929-100ML | |
| Phosphatgepufferte Kochsalzlösung | Sigma Aldrich | P4417-100TAB | |
| Poly(ethylenglykol) | Sigma Aldrich | 81188 | BioUltra, durchschnittlich Mn ~ 1000 |
| Poly(ethylenimin) Lösung | Sigma Aldrich | 482595 | durchschnittlichen Mn ~ 1200,50 Gew.-% in H2O |
| Natriumborhydrid, Pulver | Acros | C18930 | |
| Streptomycin | Sigma Aldrich | 85886-10ML | |
| Bernsteinanhydrid | Traditionelle chinesische Medizin | 30171826 | |
| Tetrahydrofuran | Traditionelle chinesische Medizin | 40058161 | |
| Triethylamin | Traditionelle chinesische Medizin | 80134318 | |
| UV/VIS/NIR-Spektrometer | Lambda950 | Lambda950 | |
| Röntgen-Photoelektronenspektrometer | Thermo Fisher Wissenschaftlicher | K-ALPHA 0,5EV |
Referenzen
- Abad, J. M., Bravo, I., Pariente, F., Lorenzo, E. Multi-tasking base ligand: a new concept of AuNPs synthesis. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 408 (9), 2329-2338 (2016).
- Siegel, R. L., Miller, K. D., Jemal, A. Cancer statistics, 2019. CA-A Cancer Journal for Clinicia....
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Nachdrucke und Genehmigungen
