Name: Leichte und effiziente Herstellung von Tri-Komponente Fluorescent Glycopolymere über RAFT-kontrollierte Polymerisation (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-06-19T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 54 s
Description: Erfahren Sie die kontrollierte Synthese fluoreszierender Glykopolymere mittels RAFT-Polymerisation. Diese Methode ermöglicht die Herstellung definierter Strukturen für die Glykobiologie-Forschung.

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Diese Arbeit wurde unterstützt von der Experiment Station Chemical Laboratories der Universität von Missouri und von der Cystic Fibrosis Association of Missouri.

1. Synthese von 2-Glycomonomer Lactobionamidoethyl Methacrylamide <ol><li> Man löst 2 g Lactobionsäure in 3,0 ml wasserfreiem Methanol und langsam absolutem Ethanol in einer tropfenweise Mode, bis die Lösung gerade trüb, dann entfernen Sie die Lösungsmittel durch Rotationsverdampfung. </li><li> Der Rückstand aus Schritt 1.1, in 3,0 ml wasserfreiem Methanol und erneut langsam absolutem Ethanol bis kurz bewölkt, dann verdunsten die Lösungsmittel durch Rotationsverdampfung. Wiederholen Sie diesen Schritt 3 mal zu Lactobiono-1,5-lacton (1,94 g, 98% Ausbeute) zu erhalten. Dieses Produkt ist von ausreichender Reinheit, um in den folgenden Reaktionen eingesetzt werden. </li><li> Hinzuzufügen 1,0 g Lactobionolacton in 3,0 ml Methanol zu N - (2-Aminoethyl) -methacrylamid (AEMA, 0,58 g) und Hydrochinon (MEHQ, 1,0 mg), ein Inhibitor der Autopolymerisation, in 2,0 ml Methanol, gefolgt 1,0 ml Triethylamin gegeben. Es wird bei RT für 48 Stunden. </li><li> In 20 ml VE-H 2 O (dH 2 </sub&gt; O) in den Reaktionskolben, entfernen Sie dann das Methanol und kostenlos Triethylamin durch Verdunstung über Rotationsverdampfung zur Trockne ein. </li><li> , Um alle verbleibenden Lactobionsäure entfernen, 20 ml dH 2 O, dann passieren die wässrige Lösung über eine Anionenaustauschersäule (OH - Form, 10 mm x 20 mm) in einen Aufnahmebecherglas mit 1,0 mg MEHQ. </li><li> Triethylamin zu entfernen, wird in Schritt 1.5 hergestellten, durch Verdampfen über Rotationsverdampfung zur Trockne konzentriert. </li><li> 20 ml dH 2 O und nicht reagiertes AEMA durch langsame Zugabe von 1 mg Aliquots von Kationenaustauschharz (H + -Form), bis keine Ninhydrin-reaktiven Materialien sind nachweisbar. Überwachung der Entfernung, indem 1 &amp; mgr; l-Aliquots der Lösung, nachdem jedes Harz hinaus Anwendung auf einer Dünnschichtchromatographie Platte, dann Besprühen der Platte mit einer 2% Ninhydrin in Ethanol-Lösung. Wenn keine dunkelblaue Farbe beobachtet zu entwickeln, wenn die Platte auf 90 ° C für 1 min erwärmt wurde der Endpunkt erreicht ist. </li><li&gt; Die Lösung wird über eine Glasfritte, übertragen das Filtrat in ein Reagenzglas, frieren die Probe bei -80 ° C, und dann lyophilisiert. </li><li> Entfernen MEHQ aus der Probe durch Auflösen des gefriergetrockneten Materials in einer minimalen Menge Methanol (~ 0,5 ml) und dann mit kaltem wasserfreiem Aceton (-20 ° C, 15 ml) wurde das Produkt auszufallen. Der Niederschlag wird durch Filtration unter Verwendung eines Glasfrittentrichter, dann Trocknen des Niederschlags in einem Exsikkator unter Vakuum zu 2-lactobionamidoethyl methacrylamid (LAEMA) als ein gebrochen weißes Pulver (0,94 g, 68% Ausbeute) zu erhalten. Dieses Produkt ist von ausreichender Reinheit, um in den folgenden Reaktionen eingesetzt werden. </li></ol> 2. Synthese von Monomer 2-Methacrylamid Gluconamidoethyl Anmerkung: Die Herstellung von 2-gluconamidoethyl methacrylamid (GAEMA), die nicht einen Anhänger Zucker nicht besitzt, wurde aus einer publizierten Methode 15 angepasst. <ol><li> Es werden 2,0 g AEMA in 10 ml Methanol gelöst, um eine Lösungaus D-Gluconolacton (1,6 g) in 30 ml Methanol gelöst und unter Rühren langsam mit 1.6 ml Triethylamin versetzt. </li><li> Die Reaktion wird bei Raumtemperatur für 24 Stunden. </li><li> Filtern des ausgefällten Produkts unter Verwendung einer Glasfritte und spülen Sie den Niederschlag dreimal mit je 10 ml Isopropanol und dann mit 10 ml trockenem Aceton waschen. Man trocknet die ausgefallene Produkt in einem Exsikkator unter Vakuum. </li></ol> 3. RAFT Glycopolymer Synthesis <ol><li> Um den Inhibitor MEHQ in kommerziellen N vorhanden entfernen - (2-Hydroxyethyl) Acrylamid (HEAA), 1 ml HEAA zu einem 2 ml Mikrozentrifugenröhrchen, gefolgt von der Zugabe von 0,5 g Aluminiumoxid-Nanopartikeln. Zentrifugieren Sie die Röhrchen bei 300 xg für 30 Sekunden, und verwenden Sie die obere Schicht HEAA in der folgenden Reaktion. </li><li> Vorsichtig werden 32,8 mg LAEMA (70,0 umol), 1,7 mg AEMA (10,5 umol) und 27,5 ul HEAA (270 umol), die alle in 0,4 ml dH 2 O gelöst, auf eine gut gereinigte 1 ml Schlenkrohr, wodurch mit einer monomER-Molverhältnis von 20: 3: 77. </li><li> In einer parallelen Reaktion, um die Kontrolle zu Polymeren, die keine Anhänger Zucker besitzen, statt der Verwendung LAEMA in Schritt 3.2 zu produzieren, zu ersetzen 21,4 mg GAEMA (70,0 umol) in der Reaktion. </li><li> An den jeweiligen Schlenkrohr (dh 3,2 oder 3,3), sequentiell hinzuzufügen 50 ul DMF, enthaltend 0,53 mg (4-cyanopentansäure) -4-dithiobenzoat (1,9 umol, RAFT Mittel) und 50 ul DMF, enthaltend 250 ug 4,4&#39;-Azobis- (4-cyanovaleriansäure) (0,9 &amp; mgr; mol, Initiator). Vorsichtig mischen durch Finger Klopfen. </li><li> Frieren Sie den Inhalt in den Schlenk-Rohr enthielt Verwendung eines Trockeneis: Ethanol-Bad (75 g Trockeneis in 100 ml Ethanol), gelten ein Vakuum innerhalb von 10-50 mTorr, schließen Sie das Ventil Schlenk und erlauben die Lösung langsam auf RT auftauen . Wiederholen Sie diesen gefrier evacuate-Tau-Zyklus zweimal. Stellen Sie sicher, dass alle Reagenzien sind nach dem letzten Schneeschmelze aufgelöst. </li><li> Legen Sie das Schlenk-Rohr in einen verschließbaren Plastik bag, evakuieren die Tasche der Luft, und dann verschließen Sie diese. Übertragen Sie den Beutel mit der Schlenkrohr auf einem Wasserbad bei 70 ° C vorgewärmt und Inkubation für 24 Stunden. </li><li> Die Lösung in dem Schlenk-Rohr vorsichtig in eine vorbereitete Dialyseschlauch (MWCO = 3.500) und Dialyse gegen dH 2 O (10 x 2 L) für 24 Stunden, die Änderung der dH 2 O pro Stunde für die ersten 8 Std. Nach der Dialyse Übertragung der Probe aus dem Dialyseschlauch wird in ein Teströhrchen, frieren die Probe bei -80 ° C und anschließend gefriertrocknen. </li></ol> Anmerkung: Das resultierende statistische Poly-Methacrylamid / Acrylamid (PMA) Copolymeren, die anhängende 4- O -β-D-galactopyranosyl-D-gluconamid (Lactobionamid) (aus Stufe 3.2) oder D-gluconamid (aus Stufe 3.3) sind jeweils erhalten. Zur Vereinfachung der Diskussion werden diese beiden Glycopolymeren als PMA-LAEMA und PMA-GAEMA jeweils abgekürzt. 4. Post-Modifikation Glycopolymere mit Fluorophore </p&gt; <ol><li> Man löst 5,0 mg Glykopolymer PMA-LAEMA oder PMA-GAEMA enthaltenden ~ 0,9 umol funktionelle primäre Amingruppen in 0,9 ml phosphatgepufferter Salzlösung (PBS, 0,1 M Natriumphosphat, 0,15 M NaCl, pH 7,5) auf. </li><li> Werden langsam 0,6 mg Carboxyfluorescein-succinimidylester in 100 ul DMF zu den Lösungen unter schnellem Rühren. Rühren Sie leicht die Reaktionen für 16 Stunden im Dunkeln bei RT. </li><li> Während vor Licht geschützt, laden Sie die Probe in eine vorbereitete Dialyseschlauch (MWCO = 3.500) und Dialyse gegen dH 2 O (2 l) für 16 Stunden, die Änderung der Dialyselösung pro Stunde für die ersten 8 Std. Nach der Dialyse Übertragung der Probe aus dem Dialyseschlauch wird in ein Teströhrchen, frieren die Probe bei -80 ° C und anschließend gefriertrocknen. </li></ol> Anmerkung: Nach dem Lyophilisieren Fluoreszenz Glycopolymeren PMA-LAEMA-Fluorescein und PMA-GAEMA-Fluorescein bzw. erhalten werden. 5. Charakterisierung des GlyCopolymere <ol><li> Bestimmung der zahlenmittleren Molmasse (M n), das gewichtsmittlere Molekulargewicht (M w) und die Dispersität (Mw / Mn) der Glycopolymeren auf kommerzieller HPLC-System mit Gelpermeationschromatographie (GPC) Software, ein GPC ausgestattete Kolonne für das Molekulargewicht von Interesse und einem Brechungsindexdetektor, unter Verwendung von 0,1 M Tris / 0,1 M Natriumchloridpuffer (pH 7) als Laufmittel bei einer Flussrate von 0,6 ml / min 14. Verwenden Sie Polyethylenglykol-Standards als Molekulargewichtsstandards (MW: 200-1,200,000 g / mol). </li><li> Quantifizierung der tatsächlichen Konzentrationen von primären Aminfunktionen in den Glycopolymeren 16. Analysieren Sie den Gesamtkohlenhydratgehalts der synthetisierten Glycopolymere nach einem veröffentlichten Verfahren 17. </li><li> Führen Sie die Tests der strukturellen Zusammensetzung und Reinheit des glycomonomers LAEMA, GAEMA und Glycopolymere PMA-LAEMA, PMA-GAEMA in D 2 O durch NMR-Spektroskopie 14. </li></ol> 6. Bindungstests der Synthetic Glycopolymere mit Lektin beschichteten Agarosekügelchen <ol><li> In 1,5 ml PBS zu 50 ul Suspension von Erythrina crista-galli Lektin (ECL) beschichteten Agarosekügelchen, Zentrifuge bei 300 · g für 1 min, und entfernen Sie vorsichtig und entsorgen Sie den Überstand. Wiederholen Sie diesen Schritt zweimal, und dann Resuspendieren der Kügelchen in 0,5 ml PBS. </li><li> Hinzuzufügen 3 ug PMA-LAEMA-Fluorescein oder PMA-GAEMA-Fluorescein (Negativkontrolle) in 6 &amp; mgr; l PBS zu den Kügelchen enthaltenden Suspension, und Inkubation der Mischungen im Dunkeln bei Raumtemperatur für 1 Std. </li><li> In 0,2 ml PBS waschen die Mischungen mit 1,5 ml PBS dreimal und Resuspension Perlen. Laden Sie eine Teilmenge (4 ul) in eine gut auf einem Immunfluoreszenz Mikroskop-Objektträger (Teflon-beschichtet), Deckel mit einem Deckglas, und beobachten durch Fluoreszenzmikroskopie unter Verwendung eines FITC-Filter (Anregungswellenlänge: 467-498 nm, Emissionswellenlänge: 513- 566 nm) und einem 10X-Objektiv zu prüfen, die die Bindung von ter fluoreszierend Glycopolymere mit den Kügelchen 14. </li></ol>

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Die Autoren haben nichts offenzulegen.

Eine einfache und effiziente Protokoll für RAFT-basierten trikomponentige Fluoreszenz Glycopolymeren, mit und ohne Anhänger Kohlenhydrat und ihre Verwendung in einer Lectin-Bindungstest wird in diesem Bericht gezeigt. Das Protokoll beginnt mit der Herstellung von glycomonomers LAEMA und GAEMA. Durch eine Ein-Schritt-RAFT-gesteuert Copolymerisation Glycopolymere mit reproduzierbaren Ausbeute, vorhersehbare Monomerzusammensetzung und niedrige Dispersität, erhalten. Folge einer nachträglichen Modifikation Glycopolymeren mit Carboxyfluorescein-succinimidylester, die Bindung des resultierenden entsprechenden fluoreszenzmarkierten Glykopolymer leicht testbare seiner Lectin-Bindungsspezifität. In den anfänglichen Stufen der präparativen glycomonomers, die in den nachfolgenden Glykopolymer Synthesen eingesetzt werden sollen, wurden leicht verfügbar Lactobionsäure und Gluconolacton verwendet. In der Theorie keine Kohlenhydrate von Interesse, aus Monosacchariden, komplexe Oligosaccharide können converte seind zu glycomonomers durch Konjugieren des Ziel Zucker auf das primäre Hydroxylgruppe an C6 der Glucose. Nach der Oxidation des reduzierenden Glucoserest und dessen anschließende Dehydratisierung zu einem Lacton, das Produkt kann dann leicht umgesetzt werden, mit dem primären Amin auf AEMA die entsprechende glycomonomer bilden. Weitere Beispiele für diese Strecke kann in einem kürzlich veröffentlichten Bericht 14 zu sehen. Es sei darauf hingewiesen, dass vor dem Einleiten jeder Polymerisationsstufe MEHQ, einem potenten Polymerisationsinhibitor, muss von allen Monomer und glycomonomer Präparate unmittelbar vor der Verwendung entfernt werden kann. Dies wird leicht durch Verwendung der minimalen Menge an Methanol, die glycomonomer, die besitzt MEHQ dann sofort behandeln sie mit Aceton bei -20 ° C, um die Inhibitor-freie Produkt in hoher Ausbeute Niederschlag zu lösen erreicht. Unerlässlich in jeder radikalische Polymerisation Schema, Liebe zum Detail und Monomer Reinheiten werden betont. Als typische eines RAFT Polymerisationssystem beträgt, es besteht auseine Radikalquelle, ein RAFT-Reagenz, ein Monomer und Lösungsmittel. In dieser Darstellung sichtbar wird ein einstufiges RAFT-Polymerisation System beschrieben, das auf die Herstellung von statistischen Copolymeren aus einem Reaktionsgemisch besitzt drei verschiedenen Monomeren in einer wässrigen Lösung erzeugt, fokussiert. Zwei separate RAFT-vermittelte Reaktionen werden vorgestellt, bei dem man eine glycomonomer dass ein Anhänger besitzt nutzt, nicht-reduzierenden Kohlenhydrat Terminus (dh β-D-Galactose) und die andere, die über ein Polyol ohne gebundener Kohlenhydratrest. Gemeinsam ist den beiden RAFT-vermittelte Reaktionen waren Monomeren, die über eine singuläre Hydroxylgruppe, die als ein Spacer-Molekül dient, und eine andere besitzt eine freie Amin für die post-Modifikation mit einer aminoreaktiven Fluorophors. Da die Anwesenheit von Sauerstoff in der Reaktionsmischung und Umwelt schädlich RAFT-vermittelte Polymerisation ist, ist ihre Entfernung in den Spurenbereich leicht über mehrere gefrier eva bewerkstelligtcuate-Auftau-Zyklen, während die Schlenk-Rohr Reaktionsgefäß unter Hochvakuum. Es sei darauf hingewiesen, dass das Molverhältnis der verschiedenen Monomere in der Reaktion kann nach Bedarf eingestellt werden kann. Auch kann durch Variation der Menge an RAFT Mittel verwendet wird, kann die Länge der resultierenden Polymeren gesteuert werden 18. Jedoch sollte das Molverhältnis der RAFT Mittel zu Initiator immer größer als zwei sein, um die niedrige Dispersität des Produkts sicherzustellen. Unter diesen Bedingungen ist die Entwicklung der Copolymerisation stationären und der Reproduzierbarkeit der Reaktion sehr hoch ist. Davon abgesehen, ist es unwahrscheinlich, daß man eine völlig gleichmäßige Verteilung aller beteiligten Monomere in einem statistischen Copolymer, aufgrund ihrer unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Polymerisation. Charakterisierung der Verteilung der verschiedenen Monomeren im Polymer ist immer noch sehr schwierig. Die Post-Modifikationsverfahren, hier vorgestellten ist sowohl einfacher als amenable die Verwendung einer breiteren Auswahl von Fluoreszenzmarkern, im Vergleich zu anderen Protokollen zu Label Glycopolymeren 2,11 aufgetragen. Diese würden viele der wasserlöslichen, aminreaktive Fluorophore, Quantenpunkten, Biotine und andere. Die Bindungsspezifitäten der synthetisierten, beschriftet Glycopolymere leicht nachprüfbar mit Lektine mit bekannter Bindungsaffinitäten. PMA-GAEMA besitzen keine Anhänger Zucker ist eine geeignete Negativkontrolle. Glycopolymeren mit unterschiedlichen fluoreszierenden Markierungen auf diesem Weg hergestellt wurden erfolgreich bei der Untersuchung von Lectin-vermittelte bakterielle Bindungs ​​14 eingesetzt. Wie dargestellt, sollte diese leichte und effiziente Herstellung von statistischen Fluoreszenz Glycopolymeren großes Potenzial, eine Vielzahl von glykobiologischen Forschung.

In den vergangenen zwei Jahrzehnten haben Untersuchungen mit synthetischen Glycopolymere langsame, aber kontinuierliche Entwicklung durchgemacht, was zeigt, erhebliches Potenzial bei der Prüfung der Infektionsmechanismen, die Forschung, die auf Lektin-Erkennung verarbeitet 1-3 konzentriert sind. Da synthetische Glycopolymere besitzen mehrwertige Zuckereinheiten weisen wesentlich höhere Wirkungsgrade Lektin-Bindung im Vergleich zu monovalenten Kohlenhydraten, sind sie von der großen Nachfrage in der glycobiology Feld 3. Von besonderem Interesse in der klinischen Forschung ist die Verwendung von fluoreszierenden Glycopolymeren um das Lectin-vermittelte bakterielle Bindung mit Kohlenhydraten auf menschlichen Atemzelloberflächen und Schleimhäuten Glykoprotein vorhanden charakterisieren. Früh in-vitro-Studien eingesetzten handelsüblichen Polyacrylamidbasis Glycopolymere in Bakterienbindungstests. Mehrere dieser Proben zeigten vielversprechende Ergebnisse, aber Bedenken in Bezug auf, Zugänglichkeit, und viel zu viele Abweichungen sowohl polYmer Molekulargewicht und glycoepitope Inhalt. Eine wirtschaftliche in-Laborprotokoll entwickelt, das für eine zufriedenstellende Kontrolle der Strukturgehalt, der Größe und Reinheit des synthetischen Glycopolymeren Targeting bakteriellen Lektine bieten würde. Auf der Suche nach einem geeigneten synthetischen Ansatz Glycopolymere, wurde eine relativ neue Polymerisationstechnik mit einer Art kontrollierte radikalische Polymerisation, die reversible Additions-Fragmentierungs-Kettentransfer (RAFT) Mittel 4 eingesetzt getestet. Solche RAFT-Reagenzien wurden vor kurzem in ein paar Glykopolymer Vorbereitungen 5-7 verwendet. Verglichen mit anderen Glykopolymer Herstellvorschriften, RAFT-vermittelte Polymerisationen zeigen mehrere Vorteile, einschließlich der Toleranz gegenüber einer Vielzahl von Monomerstrukturen und den Reaktionsbedingungen mögliche Kompatibilitäts mit wässrigen Lösungen und geringe Größe Dispersität der gewünschten Polymerprodukte 8,9. Von besonderem Interesse sind Protokolle für die Herstellung von RAFT-baSED trikomponentige Glycopolymeren und ermöglicht die Steuerung von Zusammensetzungen aus verschiedenen Monomeren, die jeweils unterschiedliche Funktionen 10-13 aufweisen. Allerdings sind die meisten der bisherigen Forschungsbemühungen entweder fehlten anomere Anhänger Kohlenhydrate 10 oder eingesetzt gestuften Polymerisationen was Triblockcopolymere, die aus kovalent verknüpften Homopolymere, die oft unterschiedlichen Zwecken dienen als statistischen Polymeren, die Copolymere sind, bestehen, in dem die Reihenfolge der Monomerzugabe Rückstände folgen eine statistische Regel 9-13. Kurzem Einsatz der RAFT Thiocarbonylthio-Verbindung (4-cyanopentansäure) -4-dithiobenzoat in einer wässrigen Umgebung, die Herstellung einer Gruppe von RAFT-basierte lineare trikomponentige statistischen Glycopolymeren die bestimmte Pendel Zuckern und deren Anwendung in der Lectin-vermittelte bakterielle Bindungs Tests wurden 14 gemeldet. Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens, in eine visuelle Art und Weise präsentiert, ist die Dreikomponenten-Vorbereitungstatistische Fluoreszenz Glycopolymere über RAFT-Copolymerisation gesteuert. Wegen der Leichtigkeit der einstufigen Polymerisation Protokoll das feine Kontrolle über die Polymerlänge und Zusammensetzungen, und die hohe Reproduzierbarkeit der Reaktion, dieses Protokoll kann leicht auf andere RAFT-basierten Synthesen Glycopolymeren mit gewünschten Strukturen angewendet werden.

<table><tbody><tr><td colspan="4">Reagenz</td></tr><tr><td>Lactobionsäure</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>153516</td><td></td></tr><tr><td>D-Gluconolacton&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G2164</td><td></td></tr><tr><td>N-(2-Hydroxyethyl)acrylamid (HEAA)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>697931</td><td></td></tr><tr><td>Orange II Natriumsalz</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>O8126</td><td></td></tr><tr><td>Hydrochinonmonomethylether (MEHQ)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>54050</td><td>Polymerisationsinhibitor</td></tr><tr><td>N-(2-aminoethyl)methacrylamidhydrochlorid (AEMA)</td><td>Polysciences, Inc</td><td>24833-5</td><td></td></tr><tr><td>Triethylamin</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP-616</td><td></td></tr><tr><td>Anionenaustauscherharz IRN-78 Hydroxidform, 80 mesh</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>10343-U</td><td></td></tr><tr><td>Kationenaustauscherharz 50Wx8, 200 mesh</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>217514</td><td></td></tr><tr><td>Aluminiumoxid, ~150 mesh&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A1522</td><td>Typ WN-6, Neutral, Activity Grade Super</td></tr><tr><td>I Ninhydrin</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>N4876</td><td>Eine Ethanollösung von 0,2 % Ninhydrin wurde im Test</td></tr><tr><td>verwendet 4-Cyano-4-(phenylcarbonothioylthio)pentansäure</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>722995</td><td>RAFT-Mittel</td></tr><tr><td>4,4&prime;-Azobis(4-cyanovaleriansäure)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>11588</td><td>Polymerisationsinitiator</td></tr><tr><td>Carboxyfluorescein-Succinimidylester</td><td>Life Technologies</td><td>C1157</td><td></td></tr><tr><td>Erythrina Cristagalli Lektin-beschichtete Agarose-Kugel</td><td>Vector Laboratories</td><td>AL-1143&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td colspan="4">Solvent</td></tr><tr><td>dH2O</td><td></td><td></td><td>Hergestellt durch das Wasseraufbereitungssystem von Barnstead, 18 megOhm-cm</td></tr><tr><td>Isopropanol</td><td>Fisher Scientific</td><td>A461-4</td><td>ACS-Qualität oder besser</td></tr><tr><td>Methanol</td><td>Fisher Scientific</td><td>A454-4</td><td>ACS-Qualität oder besser</td></tr><tr><td>Absolutes Ethanol</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP2818-100</td><td>ACS </td></tr><tr><td>Dimethylformamid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>22705</td><td>ACS-Klasse oder besser</td></tr><tr><td>Aceton</td><td>Fisher Scientific</td><td>A929-4</td><td>ACS-Klasse oder besser</td></tr><tr><td colspan="4">Equipment</td></tr><tr><td>Dialysemembran (MWCO: 3.500)</td><td>Spectrum Labs</td><td>132720</td><td></td></tr><tr><td>Polyethylenglykol-Analysestandard Standard</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>O2393</td><td></td></tr><tr><td>Schlenk Tube, 1 ml</td><td>Quarkglas</td><td></td><td>Customized</td></tr><tr><td>TSK-GEL G4000 PWxl&nbsp;</td><td>Tosoh Bioscience&nbsp;</td><td>8022</td><td>Wird für die GPC-Analyse der Glykopolymere</td></tr><tr><td>Empower 3 mit GPC/SEC-Paket</td> verwendet <td>Waters Corporation</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Waters Alliance HPLC-System&nbsp;</td><td>Waters Corporation</td><td></td><td>Ausgestattet mit Brechungsindexdetektor (Waters 2414) und Fluoreszenzdetektor (Waters 2475)</td></tr> <tr><td>Avance III 800 MHz NMR-Spektrometer</td><td>Bruker Corporation</td><td></td><td></td></tr><tr><td>BX43 Fluoreszenzmikroskop</td><td>Olympus Corporation</td><td></td><td>Verwendet mit FITC-Filter im Glykopolymer-Bindungstest</td></tr><tr><td>Rotavap / Rotoverdampfer</td><td>Heidolph</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fritted Scheibentrichter</td><td>Fisher Scientific</td><td>10-310-109</td><td></td></tr><tr><td>Lyophilisierer</td><td>Labconco</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Immunfluoreszenz-Objektträger</td><td>Polysciences</td><td>18357-1</td><td></td></tr><tr><td>Revco Ultima Plus -80&nbsp; &#176; C Gefrierschrank</td><td>Thermo Scientific</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kunststoff-Vakuumbeutel und Handpumpe</td><td>Ziploc</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Vakuumpumpe, Direktantrieb, Maxima C Plus</td><td>Fisher Scientific</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Vakuummeter</td><td>Sargent-Welch</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

leichte und effiziente herstellung von tri-komponente fluorescent glycopolymere über raft-kontrollierte polymerisation

Facile and Efficient Preparation of Tri-component Fluorescent Glycopolymers via RAFT-controlled Polymerization

Synthetische Glycopolymere sind instrumental und vielseitige Werkzeuge in verschiedene biochemische und biomedizinische Forschung Bereichen eingesetzt. Ein Beispiel für eine einfache und effiziente Synthese von gut kontrollierten Fluoreszenz statistischen Glycopolymeren Verwendung reversible Additions-Fragmentierungs-Kettentransfer (RAFT) basierende Polymerisation wird demonstriert. Die Synthese beginnt mit der Herstellung von β-Galactose enthaltenden glycomonomer 2-lactobionamidoethyl Methacrylamid durch Reaktion Lactobionolacton und N erhalten - (2-Aminoethyl) -methacrylamid (AEMA). 2-Gluconamidoethyl methacrylamid (GAEMA) als strukturelles Analogon fehlt eine terminale β-galactosid verwendet wird. Die folgende RAFT-vermittelte Copolymerisationsreaktion umfasst drei verschiedene Monomere: N - (2-hydroxyethyl) acrylamid als Spacer, AEMA als Target zur weiteren Fluoreszenzmarkierung und die glycomonomers. Tolerant gegenüber wässrigen Systemen ist der RAFT-Mittels in der Reaktion (4-cyanopentansäure) -4-dithiobenzoat.Low Dispersitäten (≤1.32), berechenbar Copolymerzusammensetzungen und eine hohe Reproduzierbarkeit der Polymerisationen wurden unter den Produkten beobachtet. Fluoreszierende Polymere werden durch Modifizierung der Glycopolymere mit Carboxyfluorescein Succinimidylester gezielt die primären Aminfunktionen auf AEMA erhalten. Lektin-Bindungsspezifitäten der resultierenden Glycopolymere werden durch Tests mit entsprechenden Agarose-Kügelchen mit spezifischen glycoepitope Erkennen Lektine beschichtet verifiziert. Wegen der Leichtigkeit der Synthese, die strenge Kontrolle der Produktzusammensetzungen und die gute Reproduzierbarkeit der Reaktion, dieses Protokoll zur Herstellung von anderen RAFT-basierten Glycopolymeren mit spezifischen Strukturen und Zusammensetzungen umgesetzt werden, wie gewünscht.

Synthese von glycomonomer Lactobionsäure wurde hier als ein Beispiel für die Herstellung von glycomonomers verwendet. Mit Methoden im ersten Bericht über die Synthese von LAEMA 11 wurden variiert Ausbeuten bei der Herstellung mit unbefriedigende Reinheit beobachtet. Das modifizierte Reinigungsverfahren mit Kationen- und Anionenaustauscherharzen auf umgesetztes Ausgangsmaterial angeboten stabiles Produkt Ausbeute und hoher Reinheit, das durch 1 H und 13 C-NMR-Spektroskopie (Figur 1) bestätigt wird, zu entfernen. RAFT Glykopolymer Synthese und nach der Modifikation der Glycopolymere mit Fluorophoren Im Gegensatz zu den block Glycopolymere durch gestufte RAFT Polymerisationen hergestellt, bietet dieses Ein-Schritt-Copolymerisation Protokoll eine gleichmäßige Verteilung über die glycomonomer Polymergerüst. Die hier gezeigten Glycopolymere enthalten 20 Mol-% glycomonomer, 77 Mol-% HEAA als Abstandshalter, und 3 Mol-% AEMA als Ziel für die post-Modifikationen (siehe Abbildung 2). 1 H- und 13 C-NMR-Spektroskopie bestätigt, die Strukturen der PMA-LAEMA und PMA-GAEMA (Figuren 3 und 4). Wie in 5 gezeigt ist, wenn sie gegen den GPC Elutionsprofile Glykopolymer synthetisiert ohne RAFT aufgetragen, beide PMA-LAEMA und PMA-GAEMA haben niedrige Dispersionsgraden, zum Nachweis der Wirksamkeit der RAFT-Ansatz. Wie erwartet, hat PMA-GAEMA ein M n kleiner als die der PMA-LAEMA durch PMA-GAEMA Fehlen einer Pendel Zucker. Analyse der Kohlenhydrate und funktionelle primäre Amingruppen Gehalt der RAFT Glycopolymeren ergab, dass das Verhältnis von Monomeren in den Produkt Glycopolymeren ist konsistent mit dem stöchiometrischen Verhältnis ab dem RAFT-vermittelte Polymerisation (Tabelle 1) eingesetzten Monomeren. Dies bedeutet eine enge Kontrolle des Monomers compositions in den synthetisierten Glycopolymere, wie vorgesehen. Umsetzung von primären Aminfunktionen mit aktivierten Fluorophoren ist eine weit verbreitete Technik, die in der Proteinmarkierung. Hier wurde diese Technik eingesetzt werden, um gereinigte Glycopolymere mit Carboxyfluorescein zu kennzeichnen. Nach Post-Modifikation wurden fluoreszierende Polymere erhalten (Abbildung 6). Kein Abbau der Fluorescein-markierten Polymeren in der Umsetzung wurde durch GPC-Analyse nachgewiesen (Daten nicht gezeigt). Bindungstests der synthetischen Glycopolymere mit Lektin beschichteten Agarosekügelchen Um die Lektin-Bindungsspezifität der synthetisierten Glycopolymeren Beurteilung Lektin-beschichteten Agarosekügelchen mit bekannter Kohlenhydratbindungsspezifität verwendet. Erythrina crista galli Lektin (ECL), die in den Experimenten verwendet wird, hat eine Bindungsspezifität gegenüber β-D-galactosid. 7A zeigt deutlich, dass PMA-LAEMA-FlFluorescein, das β-D-galactosid als Anhänger Kohlenhydrat enthält, zeigte eine starke Bindung mit dem ECL-Lektin. Im Gegensatz dazu ist die Bindung an die negativen ECL des Glykopolymer PMA-GAEMA-Fluorescein, das kein Anhänger Zucker nicht besitzt, ist in 7B gezeigt. Dieses Ergebnis veranschaulicht die Bindung Wirksamkeit und Affinität der synthetisierten fluoreszierenden Glykopolymer. <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig1.jpg" /> Abbildung 1. Assigned 1 H- (a) und 13 C-NMR (b) Spektren (D 2 O) für LAEMA. (Dieser Wert wurde von Wang verändert worden et al. 14) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version davon zu sehen Abbildung.</a> &lt;p class = &quot;jove_content&quot; fo: keep-together.within-page = &quot;always&quot;&gt; <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig2.jpg" /> Abbildung 2. Schematische Darstellung der Synthese von fluoreszierenden Glykopolymer PMA-LAEMA haltigen β-galactosid als Anhänger Zucker. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 3" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig3.jpg" /> Abbildung 3. Zugewiesen 1 H- (A) und 13 C-NMR (B) Spektren (D 2 O) für PMA-LAEMA Glykopolymer. (Dieser Wert wurde von Wang verändert wurden 14 et al.) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig3large.jpg" target="_blank">Plea</a>se Klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen. <img alt="Figur 4" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig4.jpg" /> Abbildung 4. Zugewiesene 1 H- (A) und 13 C-NMR (B) Spektren (D 2 O) für PMA-GAEMA. (Dieser Wert wurde von Wang verändert worden et al. 14) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig4large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version zu sehen von dieser Figur.</a> <img alt="Figur 5" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig5.jpg" /> Abbildung 5. Die Gelpermeationschromatographie Spuren RAFT-basierten PMA-GAEMA und PMA-LAEMA mit und ohne Verwendung RAFT Mittels hergestellt. Im Gegensatz zu dem PMA-LAEMA ohne RAFT Mittel (blau), hergestellt, RAFT-<html> basierend PMA-LAEMA (grün) hat eine viel geringere Dispersität (Mw / Mn). RAFT-basierte PMA-GAEMA (rot) und PMA-LAEMA haben ähnliche GPC-Profile, aber der ehemalige hat eine kleinere M n aufgrund der Abwesenheit von Anhänger Zucker. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig4large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 6" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig6.jpg" /> Abbildung 6. PMA-LAEMA vor und nach der post-Modifikation mit Fluorophor. (A) im Vergleich zu weiß nicht markierten Glykopolymer (links Rohr), zeigt fluoresceinmarkierten PMA-LAEMA eine starke gelbe Farbe (rechts Rohr). (B) unter UV, nicht markierten PMA-LAEMA (links Röhre, 1 mg / ml in PBS) dunkel ist und stellt ohne Fluoreszenz, wohingegen Fluorescein markierten PMA-LAEMA (rechte Rohr, 1 mg / ml in PBS) zeigt starke grüne Fluoreszenz.: //www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig4large.jpg &quot;Target =&quot; _ blank &quot;&gt; Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen. <img alt="Figur 7" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig7.jpg" /> Abbildung 7. Erythrina crista-galli Lektin (ECL) beschichteten Agarosekügelchen binden β-D-galactosid enthält Glycopolymere, und nicht diejenigen, die nicht besitzen einen Anhänger Zucker. (A) PMA-LAEMA-Fluorescein (3 ug) zeigten eine starke Bindung mit ECL , während in (B) PMA-GAEMA-Fluorescein, die keine hängende β-D-galactosid-Rest besitzt, zeigte keine Bindung mit dem Lektin beschichteten Kügelchen. Maßstabsbalken = 100 &amp; mgr; m. Tabelle 1 Targeting-Werte ein synthetischer Parameter und tatsächlichen Zusammensetzungen der Glycopolymere. A) Targeting-Werte, Werte,werden von den Produkten gewünscht ist; b) DP, der Grad der Polymerisation; c) NA: nicht verfügbar. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig4large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody style="vertical-align:middle;text-align:center"><tr><td style="width:120px"></td><td style="width:40px"> DP b </td><td style="width:70px"> Dispersität </td><td style="width:120px"> Eigentlichen Inhalt glycomonomers mol% </td><td> Tatsächliche Gehalt an primären Amin mol% </td></tr><tr><td> Targeting-Werte </td><td> 100 </td><td> &lt;1,3 </td><td> 20 </td><td> 3 </td></tr><tr><td> PMA-LAEMA </td><td> 99 </td><td> 1.26 </td><td> 19 </td><td> 3.2 </td></tr><tr><td> PMA-GAEMA </td><td> 89 </td><td> 1.32 </td><td> NAc </td><td> 2.7 </td></tr></tbody></table>

Eine effiziente, dreistufige Synthese von RAFT-basierten fluoreszierenden Glykopolymeren, bestehend aus Glykonomenpräparation, Copolymerisation und Nachmodifikation, wird demonstriert. Dieses Protokoll kann verwendet werden, um RAFT-basierte statistische Glykopolymere mit den gewünschten Strukturen herzustellen.

Leichte und effiziente Herstellung von Tri-Komponente Fluorescent Glycopolymere über RAFT-kontrollierte Polymerisation

Synthetic glycopolymers are instrumental and versatile tools used in various biochemical and biomedical research fields. An example of a facile and ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist die gut kontrollierte Synthese fluoreszenzmarkierter statistischer linearer Glykopolymere unter Verwendung der reversiblen Additions-Fragmentierungs-Kettenübertragungspolymerisation (RAFT-Polymerisation). Dies wird erreicht, indem zunächst das Glycomonomer 2-Lactobiose-Ethylmethacrylamid, oder L-A-E-M-A, synthetisiert wird. Im zweiten Schritt erfolgt die RAFT-Polymerisation von L-A-E-M-A mit N-(2-Aminoethyl)methacrylamid (AEMA) und N-(2-Hydroxyethyl)acrylamid oder AGAA, um das entsprechende Glykopolymer mit niedriger Dispersität herzustellen.Anschließend wird das Glycopolymer an einem seiner primären Amine durch Umsetzung mit Carboxyfluorescein-Xitomittelester modifiziert, um ein fluoresceinmarkiertes Glycopolymer herzustellen. Im letzten Schritt wird das fluoresceinmarkierte Glycopolymer an Lectin-beschichtete Agarosekügelchen mit bekannter Kohlenhydrat-Bindungsspezifität gebunden. Abschließend kommt die Fluoreszenzmikroskopie zum Einsatz, um die Bindung der Glycopolymere an die Agarosekügelchen zu analysieren und damit zu bestätigen, dass das Glycopolymer das gewünschte Kohlenhydrat enthält und mit einem fluoreszierenden Marker versehen ist.Der Vorteil der RAF-Polymerisation gegenüber etablierten Methoden, die konventionelle Radikalpolymerisationen verwenden, liegt darin, dass das WRATH-Verfahren eine kontrollierte Polymerisationstechnik ist, die die Anzahl der von Initiatoren abstammenden Ketten minimiert. Dies führt zu Polymeren mit vorbestimmten Molmassen und einer sehr engen Polydispersität. Die Polymerisationen können auf eine definierte Monomerenmischung angewendet werden, um spezifische fluoresezierende Glycopolymere herzustellen.Diese Glycopolymere weisen definierte Bindungseigenschaften auf, die mithilfe von mit Lektinen beschichteten Kügelchen überprüft werden können. Die effiziente Herstellung fluoreszierender Glycopolymere dürfte für die Glykobiologieforschung in Zukunft von großem Wert sein. Geben Sie zunächst zwei Gramm Lactobionsäure in drei Milliliter wasserfreies Methanol ein. Fügen Sie anschließend langsam absolutes Ethanol tropfenweise zur Lösung hinzu, bis diese gerade trüb wird. Entfernen Sie alle Lösungsmittel mittels eines Rotationsverdampfers. Wiederholen Sie diesen Vorgang dreimal, um 1,94 Gramm Lacto Bioo One Five Lacton mit einer Ausbeute von 98 % zu erhalten.Geben Sie eine Lösung von einem Gramm Lacto-Bio-Lacton in drei Milliliter Methanol zu einer Lösung von AEMA und MEHQ in zwei Milliliter Methanol hinzu. Fügen Sie anschließend ein Milliliter Triethylamin hinzu und rühren Sie das Gemisch bei Raumtemperatur. Nach 48 Stunden geben Sie 20 Milliliter entionisiertes Wasser zum Gemisch hinzu und überführen es in einen Rotationsverdampfer.Verdampfen, bis vollständig trocken. Das Rückstandsmaterial in 20 Milliliter deionisiertem Wasser lösen und die Lösung auf die Säule einer 10 mal 20 Millimeter großen Anionenaustauschersäule auftragen. Unter den Auslass ein Becherglas mit einem Milligramm MEHQ stellen und die Säule in dieses Becherglas eluieren.Nachdem die Lösung im Rotationsverdampfer eingebracht wurde, lösen Sie den Rückstand in 20 Milliliter deionisiertem Wasser und geben Aliquote von jeweils einem Milligramm Ionenaustauscherharz hinzu. Führen Sie Hydrant-Tests durch, bis der Test negativ ausfällt, indem Sie jeweils ein Mikroliter der Lösung entnehmen und auf eine Dünnschicht-Chromatographie-Platte auftragen. Besprühen Sie die Platte mit einer 2 %igen Anhy-Lösung in Ethanol und erhitzen Sie sie eine Minute lang auf einer Heizplatte bei 90 Grad Celsius.Der Endpunkt ist erreicht, wenn sich keine blaue Farbe mehr bildet. Danach filtrieren Sie die Lösung durch ein Glasfilter in ein Reagenzglas. Gefrieren Sie die Lösung bei minus 80 Grad Celsius und überführen Sie sie anschließend in einen Gefriertrockner, um sie zu lyophilisieren.Lösen Sie den Rückstand in einer minimalen Menge Methanol auf und fällen Sie das Produkt durch Zugabe von minus 20 Grad Celsius kaltem und wasserfreiem Aceton ab. Sammeln Sie das ausgefällte L-A-E-M-A durch Filtration über einen Glasfrittentrichter. Überführen Sie den Trichter mit dem Niederschlag in einen Vakuumexsikkator zur Trocknung, zunächst mit 0,5 Gramm etwa 150 Mesh großer Aluminiumoxid-Nanopartikel in ein Milliliter handelsübliches HEAA in einem Zwei-Milliliter-Reagenzglas.Zentrifugieren Sie das Röhrchen bei 300 ×g für 30 Sekunden und verwenden Sie die obere Schicht als inhibitorfreies HEAA. Lösen Sie vorsichtig 32,8 Milligramm L-A-E-M-A, 1,7 Milligramm eines EMA und 27,5 Mikroliter inhibitorfreies HEAA sowie 0,4 Milliliter entionisiertes Wasser auf und überführen Sie die Lösung in ein gut gereinigtes 1-Milliliter-Flankröhrchen. Geben Sie anschließend 50 Mikroliter Raft-Reagenz und 50 Mikroliter Initiator-Reagenz zu dem Röhrchen hinzu und mischen Sie durch vorsichtiges Antippen der Röhrchenwand bei geschlossenem Ventil. Schließen Sie das Röhrchen an eine Vakuumleitung an und gefrieren Sie den Inhalt mithilfe eines Trockeneis-Ethanol-Bades ein.Danach den Druck im Rohr mit einer Pumpe vorsichtig auf etwa 50 Millitorr senken und das Ventil schließen. Das Trockeneisbad entfernen und den Inhalt auftauen lassen. Den Gefrier-, Vakuum- und Auftauzyklus noch zweimal sorgfältig wiederholen.Überprüfen Sie das Röhrchen, um sicherzustellen, dass sich der Inhalt vollständig aufgelöst hat, und wirbeln Sie es bei Bedarf vorsichtig um. Bevor Sie das Röhrchen lagern, nehmen Sie es von der Vakuumleitung ab und stellen es in einen transparenten Kunststoff-Vakuumbeutel. Entfernen Sie die Luft aus dem Beutel mit einer manuellen Kunststoffpumpe.Danach den Beutel 24 Stunden lang in ein geschlossenes Wasserbad bei 70 Grad Celsius stellen. Anschließend das Röhrchen aus dem Beutel nehmen und dessen Inhalt in einen Dialysebeutel mit einer molekularen Durchlassgrenze von 3.500 Dalton überführen. Den Dialysebeutel in einen Becher geben und gegen zwei Liter entionisiertes Wasser 24 Stunden dialysieren. Überführen Sie den Inhalt der Dialysebeutel in ein Reagenzglas und stellen Sie dieses bei minus 80 Grad Celsius in einen Gefrierschrank. Nach dem Einfrieren überführen Sie es in einen Gefriertrockner und trocknen es gefriergetrocknet. Um zunächst das fluffige weiße Glycopolymer PMA LA EMA zu erhalten, bereiten Sie eine Lösung von fünf Milligramm PMA LA EMA in 0,9 Milliliter PBS vor.Fügen Sie anschließend langsam 0,6 Milligramm Carboxyfluorescein-cin, middle eter in 100 Mikrolitern Dimethylformamid zu der schnell gerührten Lösung im Mikroröhrchen unter Aluminiumfolie hinzu und rühren Sie 16 Stunden lang langsam bei Raumtemperatur. Überführen Sie die Lösung in einen Dialysebeutel mit einer Molekulargewichts-Cutoff-Grenze von 3.500 Dalton. Stellen Sie den Beutel in ein Becherglas und dialysieren Sie gegen zwei Liter entionisiertes Wasser für 16 Stunden, wobei Sie den Beutel vor Licht geschützt halten. Überführen Sie den Inhalt des Dialysebeutels in ein Reagenzglas.Nachdem die Lösung bei minus 80 Grad Celsius eingefroren wurde, gefriertrocknen. Um das fluffige, gelbe, fluoreszenzmarkierte P-M-A-L-A-E-M-A-Glykopolymer zu erhalten, bestimmen Sie das zahlenmittlere Molekulargewicht, das gewichtsmittlere Molekulargewicht und die Dispersität der Glykopolymere mit einem HPLC-System. Geben Sie zunächst 1,5 Milliliter PBS zu einer 50-Mikroliter-Suspension aus Erythra-Galactose-Lektin-beschichteten Aro-Perlen in einem Zentrifagenröhrchen.Danach die Probe bei 300 ×g eine Minute lang zentrifugieren. Anschließend die Überstände verwerfen und die Waschung insgesamt dreimal wiederholen, bevor abschließend 0,5 Milliliter PBS zugegeben werden. Eine Lösung von drei Mikrogramm des mit Fluorescein markierten PMA LA EMA in sechs Mikroliter PBS zum Reagenzgefäß mit den Lectin-beschichteten Kügelchen hinzufügen.Verwenden Sie fluoresceinmarkiertes P-M-A-G-A-E-M-A als Negativkontrolle. Wickeln Sie die Röhrchen anschließend in Aluminiumfolie ein und inkubieren Sie sie eine Stunde bei Raumtemperatur. Zentrifugieren Sie das Röhrchen eine Minute lang und entfernen Sie den Überstand.Wieder verwende man, suspendiere die Perlen in 1,5 Milliliter frischem PBS und wiederhole die Waschung dreimal. Abschließend suspendiere man die Perlen erneut in 0,2 Milliliter PBS. Übertrage vier Mikroliter der suspendierten Perlen in eine Vertiefung einer Immunfluoreszenzmikroskopieplatte, platziere sie auf einem Objektträger und decke sie mit einem Deckglas ab. Dokumentiere die Probe.Bilder des Objektträgers mit einem fluoreszierenden Mikroskop, das mit einem 10x-Objektiv, FITC-Filter und Kamera ausgestattet ist. Die Glykopolymere wurden mittels Gelpermeationschromatographie analysiert. Polymere, die ohne Verwendung von RAFT synthetisiert wurden, weisen eine deutlich höhere Dispersität auf als solche, die unter Verwendung von RAFT hergestellt wurden.Wenn mit Fluorescein markiert, ändert sich das physikalische Erscheinungsbild des Glykopolymers von weiß zu einer intensiven gelben Farbe, die unter UV-Licht sichtbar ist. Eine Lösung des unmarkierten Polymers bleibt dunkel, während das mit Fluorescein markierte Polymer hellgrün leuchtet. Die spezifische Bindung an mit Lektin beschichtete Kügelchen tritt nur bei Polymeren auf, die seitlich angebundene Zuckerreste tragen. Die Kügelchen leuchten grün, wenn sie gebunden sind, während sie dunkel bleiben, wenn sie mit Polymeren behandelt werden, die keine seitlich angebundenen Zuckerreste aufweisen. Diese auf Rafts basierende Polymerisationstechnik ermöglicht eine große Flexibilität hinsichtlich der Art der herstellbaren Glykopolymere.Die nachfolgende Markierung der Glykopolymere kann ebenfalls mit einer Vielzahl fluoreszierender Reagenzien erfolgen, die in der Lage sind, in wässriger Umgebung mit primären Aminen zu reagieren. Forscher im Bereich der Glykobiologie können mithilfe dieser Technik leicht hochgradig vielseitige und definierte Glykopolymere erhalten. Diese Glykopolymere können als Werkzeuge verwendet werden, um die Bindungsspezifitäten von Kohlenhydraten zu untersuchen, wie sie beispielsweise in den Atemwegen von Patienten mit Mukoviszidose oder bei zahlreichen Arten menschlicher Krebserkrankungen beobachtet werden.

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Research

Forschung

JoVE Journal

Chemistry

Chemie

Hier beschreiben wir ein einzigartiges Strategie zur Erzeugung biokompatiblen, schichtförmige Matrices mit kontinuierlicher Schnittstellen zwischen unterschiedlichen Schichten für das Tissue Engineering. Ein solches Gerüst könnte eine ideale anpassbare Umgebung zu modulieren Zellverhalten durch verschiedene biologische, chemische oder mechanische...

Density Gradient Multilayered Polymerisation (DGMP): A Novel Technique für das Erstellen von Multi-Fach, Anpassbare Scaffolds für das Tissue Engineering

Unser Labor hat DNA-vernetzte Polyacrylamid-Hydrogele, ein dynamisches System Hydrogel entwickelt, um die Effekte der Modulation Gewebesteifigkeit auf die Zellfunktion zu verstehen. Hier bieten wir Schaltpläne, Beschreibungen und Protokolle, um diese Hydrogele vorzubereiten.

Herstellung von DNA-vernetztem Polyacrylamid, Hydrogele

Wir präsentieren ein Protokoll zur schnellen Bildung von riesigen Polymervesikeln (pGVs). Kurz gesagt, werden Polymerlösungen auf getrockneten Agarosefilmen dehydriert, die auf Deckgläser geklebt werden. Die Rehydrierung der Polymerfilme führt zu einer schnellen Bildung von pGVs. Diese Methode bringt die Herstellung synthetischer Riesenvesikel für die direkte Anwendung in biomimetischen Studien erheblich voran.

Forming Gigantismus Polymersome Mit Gel-unterstützte Rehydrierung

Dieser Artikel beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von polymeren selbstorganisierten Nanopartikeln mittels Dispersionspolymerisation durch sichtbares Licht. Die Verwendung von niederenergetischem sichtbarem Licht zur Steuerung der Polymerisation ermöglicht die reproduzierbare Bildung von selbstorganisierten wurmartigen Mizellen bei hohem Feststoffgehalt.

Einfache Synthese von wurmartigen Mizellen durch sichtbares Licht Mediated Dispersion Polymerisation mit Photoredox Katalysator

Nicht gerührt Fällungspolymerisation liefert eine schnelle, reproduzierbare Prototyping Ansatz zur Synthese von Stimuli empfindlichen Poly (N Isopropylacrylamid) Mikrogele mit enger Größenverteilung. In diesem Protokoll Synthese, Charakterisierung Lichtstreuung und Einzelpartikelfluoreszenz-Tracking dieser Mikrogele in einem Weitfeldmikroskopie Einrichtung demonstriert.

Kontrollierte Synthese und Fluoreszenz-Tracking von Hoch Uniform Poly (<em&gt; N</em&gt; Isopropylacrylamid) Mikrogele

Wir präsentieren ein Protokoll für die Synthese von RGD-funktionalisierten Hydrogelen als Bauelemente für die Zell- und Wirkstoffabgabe. Das Verfahren beinhaltet eine kupferkatalysierte Alkinazid-Cycloaddition (CuAAC) zwischen alkinmodifizierter Polyacrylsäure (PAA) und einem RGD-Azid-Derivat. Die Hydrogele werden mittels mikrowellenunterstützter Polykondensation gebildet und ihre physikalisch-chemischen Eigenschaften untersucht.

Die Synthese von RGD-funktionalisierten Hydrogele als Werkzeug für therapeutische Anwendungen

Protokolle werden für die Herstellung von abbaubaren Thermoresponsive Hydrogele basierend auf Hydrazone Vernetzung von Polymeren Oligomere auf der Schüttgut-Skala, Microscale, und nanoskaligen, letztere für die Zubereitung von Gel-Nanopartikeln und Nanofasern beschrieben.

Herstellung von abbaubaren Thermoresponsive Hydrogele auf mehreren Längenskalen über reaktive Extrusion, Mikrofluidik, Selbstmontage und Elektrospinnen

Ein Protokoll für die Synthese und Charakterisierung von Diffusionsbewegung von zyklischen Polymeren auf der Einzelmolekülebene vorgestellt.

Synthese cyclischer Polymere und Charakterisierung ihrer Diffusionsbewegung im geschmolzenen Zustand auf der Einzelmolekülebene

Hier präsentieren wir ein Protokoll zu erstellen und visualisieren Sekundärstrukturen (zB Fasern, Ringkernarchitekturen und Nanokugeln) aus Schrauben Polycarbodiimide abgeleitet. Die Morphologie sowohl von Rasterkraftmikroskopie (AFM) und Rasterelektronenmikroskopie (SEM) charakterisiert wurde auf molekulare Struktur, die Konzentration und das Lösungsmittel der Wahl abzuhängen gezeigt.

Selbstaufbau Morphologien Gewonnen aus Helical Polycarbodiimid-Copolymere und deren Triazolderivate

Mikrogelstäbchen mit komplementären reaktiven Gruppen werden durch Mikrofluidik mit der Fähigkeit hergestellt, sich in wässriger Lösung zu vernetzen. Die anisometrischen Mikrogele klemmen und verbinden sich zu stabilen Konstrukten mit größeren Poren im Vergleich zu sphärischen Systemen. Mit GRGDS-PC modifizierte Mikrogele bilden makroporöse 3D-Konstrukte, die für die Zellkultur verwendet werden können.

Vernetzte makroporöse 3D-Gerüste aus Mikrogelstäben

Erfahren Sie die kontrollierte Synthese fluoreszierender Glykopolymere mittels RAFT-Polymerisation. Diese Methode ermöglicht die Herstellung definierter Strukturen für die Glykobiologie-Forschung.

Leichte und effiziente Herstellung von Tri-Komponente Fluorescent Glycopolymere über RAFT-kontrollierte Polymerisation

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