Name: Schnelle, skalierbare Montage und Beladung von bioaktiven Proteinen und Immunstimulantien in diversen synthetischen darin über Flash-Nanoprecipitation (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-11T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 57 s
Description: Erfahren Sie die Flash-Nanopräzipitation zur Herstellung skalierbarer Nanoträger mit bioaktiven Proteinen für gezielte Wirkstofffreisetzung. Diese Methode ermöglicht Forschern die unabhängige Fabrikation fortschrittlicher Arzneistoffsysteme.

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Wir anerkennen, dass Mitarbeiter und Instrumentierung von der strukturellen Biologie-Anlage an der Northwestern University zu unterstützen. Die Unterstützung von R.H. Lurie umfassende Cancer Center der Northwestern University und der Northwestern University strukturelle Biologie Einrichtungen wird anerkannt. Gatan K2 direkte Elektron Detektors wurde mit Mitteln der Chicago biomedizinische Konsortium mit Unterstützung der Searle-Fonds auf der Chicago Community Trust erworben. Wir danken auch folgenden Einrichtungen an der Northwestern University: Keck interdisziplinäre Oberfläche wissenschaftlichen Einrichtung, die strukturelle Biologie-Anlage der biologischen Imaging Facility, das Center for Advanced Molekulare Bildgebung und die analytische Bionanotechnologie Ausrüstung Kern. Diese Forschung wurde von der National Science Foundation Grant 1453576, der nationale Institute der Gesundheit Direktor neue Innovator Award 1DP2HL132390-01, das Zentrum für Regenerative Nanomedizin Catalyst Award und 2014 McCormick Catalyst Award unterstützt. SDA wurde teilweise von NIH predoctoral Biotechnologie Ausbildung Grant T32GM008449 unterstützt.

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<li>Gindy, M. E., Panagiotopoulos, A. Z., Prud'homme, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Composite+block+copolymer+stabilized+nanoparticles%3A+simultaneous+encapsulation+of+organic+actives+and+inorganic+nanostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Composite block copolymer stabilized nanoparticles: simultaneous encapsulation of organic actives and inorganic nanostructures.</a> Langmuir. 24 (1), 83-90 (2008).</li>
</ol>

Die Autoren erklären, dass sie keine finanziellen Interessenkonflikte.

Detaillierte Anweisungen für die schnelle Herstellung von Polymersomes mit PEG17-Bl- PPS35-SH als Diblock Copolymers. Vesikuläre Polymersomes sind die primären aggregierte Morphologie bei diesem Verhältnis von PEG hydrophile und hydrophobe PPS Block Molekulargewicht montiert. Wenn mehrere Male ausgewirkt, sie haben einen Durchmesser und Polydispersität, die Polymersomes, nachdem er durch eine 200 nm Membran extrudiert entspricht gebildet über Dünnschicht-Hydratation. Dieses Protoko...

Darin zu ermöglichen, für die kontrollierte Lieferung kleiner und makromolekularen Ladung, einschließlich aktive Einheiten, wenn nicht gekapselt, wäre entweder hoch abbaubar und/oder auch hydrophobe für Administration, in Vivo. Die Nanocarrier Morphologien regelmäßig fabriziert bieten Polymeren Vesikel analog zu Liposomen (auch Polymersomes genannt) die Möglichkeit, hydrophile und hydrophobe Cargo1,2gleichzeitig zu laden. Trotz ihrer vielversprechenden Vorteile sind Polymersomes immer noch selten in der klinischen Anwendung zurückzuführen, zum Teil auf mehrere wichtige Herausforderungen in ihren Fertigungsprozessen. Für den klinischen Einsatz Polymersome Formulierungen in großen, sterilen und konsistente Chargen vorgenommen werden müssen.
Eine Reihe von Techniken kann verwendet werden, um Form Polymersomes aus einer Diblock Copolymers, wie zum Beispiel Poly(ethylene glycol) -Block-Poly (Propylen Sulfide) (PEG -Bl- PPS), enthalten Lösungsmittel Dispersion3, Dünnschicht Rehydratation1 , 4, Mikrofluidik 5,6und direkte Hydratation7. Solvent Dispersion beinhaltet langen Inkubationszeiten in Anwesenheit von organischen Lösungsmitteln, die einige bioaktiven Nutzlasten, wie Proteine denaturieren können. Dünnschicht-Rehydratation bietet keine Kontrolle über die Polydispersität von der gebildeten Polymersomes, häufig erfordert kostspielige und zeitraubende Extrusion Techniken, um akzeptable Monodispersity zu erreichen. Darüber hinaus sind sowohl die Mikroflüssigkeiten als auch die direkte Hydratation schwer zu skalieren für größere Produktionsmengen. Von den verschiedenen Nanocarrier Herstellungsmethoden bietet Flash-Nanoprecipitation (FNP) die Möglichkeit, umfassende und reproduzierbare Rezepturen8,9,10machen. Während FNP bisher für die Formulierung von Solid-Core Nanopartikel vorbehalten war, unser Labor hat vor kurzem erweitert den Einsatz von FNP sollen die konsequente Bildung von vielfältigen PEG -Bl- PPS Nanostruktur Morphologien11, 12, davon Polymersomes11 und Bicontinuous nanokugeln12. Wir fanden, dass FNP bilden Monodisperse Formulierungen von Polymersomes ohne die Notwendigkeit für Extrusion, was zu überlegen Polydispersität Index-Werte im Vergleich zu nicht extrudiert Polymersomes gebildet von Dünnschicht Rehydratation und Lösungsmittel dispersion 11. Bicontinuous nanokugeln mit ihrem großen hydrophoben Domänen konnten nicht von Dünnschicht Rehydratation, trotz bilden unter einer Reihe von Lösungsmittel Bedingungen mit FNP12gebildet werden.
Hier bieten wir eine ausführliche Beschreibung für die Synthese der PEG -Bl- PPS Diblock Copolymers verwendet in Polymersome-Formation, der engen Impingement Düsen (CIJ) Mischer verwendet für FNP, die FNP Protokoll selbst, und die Implementierung eines automatisierten Systems reduzieren Sie Benutzer Variabilität. Enthält Informationen darüber, wie das System ausreichend um Endotoxin-freie Formulierungen für den Einsatz in Vivound repräsentative Daten über die Charakterisierung von Polymersomes gebildet von FNP produzieren zu sterilisieren. Mit diesen Informationen werden die Leser mit Interesse an der Verwendung von Polymersomes für in Vitro und in Vivo -Arbeit in der Lage, ihre eigenen steril, Monodisperse Formulierungen zu fabrizieren. Leser mit Erfahrung in Nanocarrier Formulierungen und mit Polymer-Synthese-Expertise werden in der Lage, schnell eigene Polymersysteme mit FNP als eine mögliche Alternative zu ihren aktuellen Formulierung Techniken zu testen. Darüber hinaus können die hier beschriebenen Protokolle als Lehrmittel für die Formulierung von darin in Nanotechnologie Laborübungen verwendet werden.

<table><tbody><tr><td>CanaKit Raspberry Pi 3 Ultimate Starter Kit - 32 GB Edition</td><td>CanaKit</td><td>UPC 682710991511</td><td></td></tr><tr><td>Linearlagerplattform (klein) - 8 mm Durchmesser</td><td>Adafruit</td><td>1179</td><td></td></tr><tr><td>Linear Motion 8 mm Welle, 330 mm Länge, verchromt, einsatzgehärtet, metrisch</td><td>VXB</td><td>kit11868</td><td></td></tr><tr><td>Linearschienen-Wellenführung/-halterung - 8 mm Durchmesser</td><td>Adafruit</td><td>1182</td><td></td></tr><tr><td>Präzisionsschlitten mit manueller Position 4,5" Hub, 15 lb Tragfähigkeit</td><td>McMaster-Carr</td><td>5236A16</td><td></td></tr><tr><td>MTPM-P10-1JK43 Iron Horse Gleichstrommotor</td><td>Iron Horse</td><td>MTPM-P10-1JK43</td><td></td></tr><tr><td>Offizielle Raspberry Pi Foundation 7" Touchscreen LCD-Display</td><td>Raspberry Pi</td><td>B0153R2A9I (ASIN)</td><td></td></tr><tr><td>PicoBorg Reverse - Erweiterte Motorsteuerung für Raspberry Pi</td><td>PiBorg</td><td>BURN-0011</td><td></td></tr><tr><td>Pololu Träger mit scharfem GP2Y0D810Z0F Digitaler Abstandssensor 10cm</td><td>Pololu</td><td>1134</td><td></td></tr><tr><td>Ruland PSR16-5-4-A Stellschraube Strahlkupplung, poliertes Aluminium, Zoll, 5/16" Bohrung A Durchmesser, 1/4" Bohrung B Durchmesser, 1" OD, 1-1/4" Länge, 44 lb-in Nenndrehmoment</td><td>Ruland</td><td>PSR16-5-4-A</td><td></td></tr><tr><td>Polyethylenglykolmonomethylether</td><td>Sigma Aldrich</td><td>202495</td><td></td></tr><tr><td>Methansulfonylchlorid</td><td>Sigma Aldrich</td><td>471259</td><td></td></tr><tr><td>Toluol</td><td>Sigma Aldrich</td><td>179418</td><td></td></tr><tr><td>Toluol, wasserfreies</td><td>Sigma Aldrich</td><td>244511</td><td></td></tr><tr><td>Triethylamin</td><td>Sigma Aldrich</td><td>T0886</td><td></td></tr><tr><td>Celite 545 (Kieselgur)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>419931</td><td></td></tr><tr><td>Dichlormethan</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td></td>320269</tr><tr><td>Diethylether</td><td>Sigma Aldrich</td><td>296082</td><td></td></tr><tr><td>N,N-Dimethylformamid, wasserfreies</td><td>Sigma Aldrich</td><td>227056</td><td></td></tr><tr><td>Kaliumcarbonat</td><td>Sigma Aldrich</td><td>791776</td><td></td></tr><tr><td>Thioessigsäure</td><td>Sigma Aldrich</td><td>T30805</td><td></td></tr><tr><td>Tetrahydrofuran</td><td>Sigma Aldrich</td><td>360589</td><td></td></tr><tr><td>Aluminium Oxid, neutral, aktiviert, Brockmann I</td><td>Sigma Aldrich</td><td>199974</td><td></td></tr><tr><td>Natriummethoxidlösung, 0,5 M in Methanol</td><td>Sigma Aldrich</td><td>403067</td><td></td></tr><tr><td>Propylensulfid</td><td>Sigma Aldrich</td><td>P53209</td><td></td></tr><tr><td>Essigsäure</td><td>Sigma Aldrich</td><td>A6283</td><td></td></tr><tr><td>Methanol</td><td>Sigma Aldrich</td><td>320390</td><td></td></tr><tr><td>Natronlauge 1,0 N</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S2770</td><td></td></tr><tr><td>Endotoxinfreies Wasser</td><td>GE Healthcare Life Sciences</td><td>SH30529.01</td><td></td></tr><tr><td>Papier-pH-Streifen</td><td>Fisher Scientific</td><td>13-640-508</td><td></td></tr><tr><td>Endotoxinfrei Dulbecco's PBS</td><td>Sigma Aldrich</td><td>TMS-012</td><td></td></tr><tr><td>Szintillationsfläschchen aus Borosilikatglas</td><td>Fisher Scientific</td><td>03-337-4</td><td></td></tr><tr><td>1 mL Vollkunststoffspritze</td><td>Thermo Scientific</td><td>S75101</td><td></td></tr><tr><td>Sepharose CL-6B</td><td>Sigma Aldrich</td><td>CL6B200</td><td></td></tr><tr><td>Säule für Flüssigkeitschromatographie</td><td>Sigma Aldrich</td><td>C4169</td><td></td></tr><tr><td>CIJ-Mischer, HDPE</td><td>Custom</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Triton X-100</td><td>Sigma Aldrich</td><td>X100</td><td></td></tr><tr><td>Wasserstoffperoxidlösung</td><td>Sigma Aldrich</td><td>216763</td><td></td></tr><tr><td>HEK-Blue hTLR4</td><td>InvivoGen</td><td>hkb-htlr4</td><td></td></tr><tr><td>RAW-Blue Zellen</td><td>InvivoGen</td><td>raw-sp</td><td></td></tr><tr><td>QUANTI-Blue</td><td>InvivoGen</td><td>rep-qb1</td><td></td></tr><tr><td>PYROGENT Gelgerinnsel LAL Assays</td><td>Lonza</td><td>N183-125</td><td></td></tr></tbody></table>

schnelle, skalierbare montage und beladung von bioaktiven proteinen und immunstimulantien in diversen synthetischen darin über flash-nanoprecipitation

Rapid, Scalable Assembly and Loading of Bioactive Proteins and Immunostimulants into Diverse Synthetic Nanocarriers Via Flash Nanoprecipitation

Nanomaterialien präsentieren eine breite Palette von Optionen, um die kontrollierte Lieferung von Einzel- und kombinierte Molekulare Nutzlasten für therapeutische und imaging Anwendungen anzupassen. Diese erhöhte Spezifität kann signifikante klinische Implikationen, darunter geringere Nebenwirkungen und niedrigere Dosierungen mit höhere Potenz haben. Darüber hinaus können die Ausrichtung in Situ und kontrollierten Modulation von bestimmten Zelle Teilmengen verbessern in Vitro und in Vivo Untersuchungen der grundlegenden biologischen Phänomene und Sonde Zellfunktion. Leider das nötige Expertenwissen in der Nanotechnologie, Chemie und Technik oft verbieten Labors ohne Erfahrung in diesen Bereichen Herstellung und Anpassung von Nanomaterialien als Werkzeuge für ihre Untersuchungen oder Fahrzeuge für ihre therapeutische Strategien. Hier bieten wir Protokolle für die Synthese und skalierbare Montage eines vielseitigen ungiftig Block-Copolymer Systems zur oberflächlichen Bildung zugänglich und Laden von nanoskaligen Fahrzeuge für biomedizinische Anwendungen. Flash-Nanoprecipitation präsentiert sich als eine Methode zur schnellen Herstellung von vielfältigen darin aus Poly(ethylene glycol) -Bl-Poly (Propylen Sulfide) Copolymere. Diese Protokolle können Laboratorien mit einer breiten Palette von Kompetenzen und Ressourcen, um einfach und reproduzierbar fertigen fortschrittliche Nanocarrier-Delivery-Systeme für ihre Anwendungen. Planung und Bau von automatisierten Instrument, das eine High-Speed-Spritzenpumpe zur Erleichterung der Flash-Nanoprecipitation beschäftigt und um bessere Kontrolle über die Homogenität zu ermöglichen, Größe, Morphologie und Beladung des Polymersome darin ist beschrieben.

Hier haben wir ein einfaches Protokoll für die Formulierung von darin in der Lage, hydrophile und hydrophobe Fracht zu laden, die sicher für in Vivo Maus und nicht-menschlichen Primaten Verwaltung11,13präsentiert. Wir haben ebenfalls ein detailliertes Protokoll für die Synthese des Polymers in unsere repräsentative Ergebnisse, zusammen mit einer Beschreibung für die Herstellung von custom-Instrument für die mechanisch ges...

Nanomaterialien bieten vielseitige Mechanismen der kontrollierten therapeutischen Lieferung für Grundlagenforschung und Translationale Anwendungen, aber oft ihre Herstellung erfordert Fachwissen, das in den meisten biomedizinischen Labors nicht verfügbar ist. Hier präsentieren wir Ihnen Protokolle für die skalierbare Fertigung und therapeutische laden diverse selbstgebaute darin, die Verwendung von Flash-Nanoprecipitation.

Schnelle, skalierbare Montage und Beladung von bioaktiven Proteinen und Immunstimulantien in diversen synthetischen darin über Flash-Nanoprecipitation

Nanomaterials present a wide range of options to customize the controlled delivery of single and combined molecular payloads for therapeutic and imaging ...

Wir glauben, dass die Verwendung von Flash-Nanopräzipitation zum Zusammensetzen komplexer Nanostrukturen es Forschern, die nicht über umfangreiche Erfahrung in Chemie, Ingenieurwesen oder Nanomaterialwissenschaften verfügen, ermöglichen wird, fortschrittliche Wirkstoffverabreichungssysteme unabhängig für ihre eigenen spezifischen Anwendungen und Bedürfnisse herzustellen. Der Hauptvorteil dieser Technik ist die Erzeugung großer Volumina verschiedener Nanostrukturen in hoher Konzentration, geringer Polydispersität und beladen mit bioaktiven Molekülen, einschließlich niedermolekularer Arzneimittel und Proteine, die alle unter sterilen Bedingungen gebildet werden. Im Allgemeinen können Personen, die neu in der Polymersynthese sind, Schwierigkeiten haben, da die Polypropylensulfidkomponente sehr empfindlich auf Oxidation durch Einwirkung von Luft reagiert.Die visuelle Demonstration dieser Methode ist von entscheidender Bedeutung, da die mehreren Aufprallschritte schwer zu erlernen sind, da sie sehr schnell hintereinander ausgeführt werden müssen. Um die geschlossenen Aufpralldüsen (CIJ-Mischer) zu sterilisieren, arbeiten Sie in einer biologischen Sicherheitswerkbank und tauchen Sie den

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Dieser Artikel beschreibt ein Nanopräzipitation Methode zur Polymer-Nanopartikel mit Diblock-Copolymere zu synthetisieren. Wir besprechen die Synthese von Di-Co-Polymeren, die Nanopräzipitation Technik und Einsatzmöglichkeiten.

Formulierung von Diblock Polymernanopartikel durch Nanopräzipitation Technik

In diesem Artikel wird ein hoher Durchsatz Verfahren zur Synthese von Oligosacchariden und ihre Befestigung an der Oberfläche der Nanopartikel Polyanhydrid zur weiteren Verwendung bei der Ausrichtung der spezifische Rezeptoren auf Antigen-präsentierenden Zellen präsentiert wird.

Hochdurchsatz-Synthese von Kohlenhydraten und Funktionalisierung von Nanopartikeln Polyanhydrid

Wir beschreiben Ganztier-Bildgebung und Durchflusszytometrie-basierte Techniken zur Überwachung der Expansion von antigenspezifischen CD8+ T-Zellen als Reaktion auf die Immunisierung mit Nanopartikeln in einem Mausmodell der Impfung.

Whole-Tier Imaging und Fließzytometrieverfahren zur Analyse von Antigen-spezifischen CD8 + T-Zellantworten nach der Nanopartikel-Impfung

Wir berichten über eine intelligente Anwendung von Kohlenstoffnanoröhren zur kinetischen Stabilisierung von Lipidpartikeln, die selbstorganisierte Nanostrukturen in ihren Kernen enthalten. Die Herstellung von Lipidpartikeln erfordert relativ geringe Konzentrationen von Kohlenstoffnanoröhren, die ihren Einsatz in biomedizinischen Anwendungen wie der Verabreichung von Medikamenten ermöglichen.

Facile Herstellung von Intern Selbstorganisierte Lipidpartikel stabilisiert durch Kohlenstoff-Nanoröhren

Eine einfache Homogenisierung wurde verwendet, um neuartige, hochdichte, lipoproteinimimierende Nanopartikel herzustellen, um den Nervenwachstumsfaktor einzukapseln. Herausforderungen, detaillierte Protokolle für die Nanopartikelpräparation, in vitro Charakterisierung und in vivo Studien sind in diesem Artikel beschrieben.

Vorbereitung und Charakterisierung von neuartigen HDL-imitierenden Nanopartikeln für die Nervenwachstumsfaktorverkapselung

Flash-NanoPrecipitation (FNP) ist ein skalierbarer Ansatz, Polymere Kern-Schale-Nanopartikeln zu produzieren. Labormaßstab Formulierungen für die Kapselung der hydrophoben bzw. hydrophilen Therapeutika werden beschrieben.

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An der Schnittstelle von organischen und wässrigen Lösungsmitteln fügen sich maßgeschneiderte amphiphile Elastin-ähnliche Proteine zu komplexen supramolekularen Strukturen wie Vesikeln, Fasern und Koacervaten zusammen, die durch Umweltparameter ausgelöst werden. Die beschriebenen Montageprotokolle ergeben Proteinmembran-basierte Fächer (PMBCs) mit abstimmbaren Eigenschaften, die die Verkapselung verschiedener Ladungen ermöglichen.

Gerichtete Montage von Elastin-ähnlichen Proteinen in definierte supramolekulare Strukturen und Cargo-Verkapselung In Vitro

Lipid-Nanopartikel werden mit einem mikrofluidischen Mischplattformansatz für die mRNA- und DNA-Verkapselung entwickelt.

Formulierung und Charakterisierung von Lipid-Nanopartikeln für die Genabgabe mit einer mikrofluidischen Mischplattform

Hier wird ein einfaches Protokoll zur Herstellung von mRNA-Nanopartikeln auf Basis von Poly(beta-Aminoester)-Polymeren vorgestellt, das einfach durch Änderung der verkapselten mRNA angepasst werden kann. Der Workflow für die Synthese der Polymere, der Nanopartikel und deren in vitro essentielle Charakterisierung werden ebenfalls beschrieben. Ein Proof-of-Concept zur Immunisierung wird ebenfalls hinzugefügt.

Synthese und Charakterisierung von mRNA-beladenen Poly(beta-Aminoestern) Nanopartikeln für Impfzwecke

Nanogele sind eine hervorragende und vielseitige Nanopartikelplattform für die Verabreichung von Biologika. Stimuli-responsive polymere Nanogele auf Poly(ethylen)-glykol-Basis, die in der Lage sind, proteinbasierte Nutzlasten zu verkapseln, wurden unter Verwendung einer einstufigen Vernetzungs-Co-Nanopolymerisationsstrategie unter wässrigen Bedingungen synthetisiert. Die optimale Herstellung und Charakterisierung dieser neuartigen Nanopartikel wird hier vorgestellt.

Synthese von Stimuli-responsiven Nanogelen mittels wässriger Ein-Schritt-Vernetzung und Co-Nanopolymerisation

Es wird ein detailliertes Protokoll für die Synthese von Lipid-Nanopartikeln (LNPs) unter Verwendung von Confined Impinging Jet (CIJ)-Mischertechnologien demonstriert, einschließlich eines zweistrahligen CIJ und eines vierstrahligen Multi-Inlet-Vortex-Mischers (μMIVM). Die CIJ-Mischer erzeugen reproduzierbare, turbulente Mikromischumgebungen, die zur Produktion von monodispersen LNPs führen.

Synthese von Lipid-Nanopartikeln durch turbulente Strömung in geschlossenen Aufprallstrahlmischern

Erfahren Sie die Flash-Nanopräzipitation zur Herstellung skalierbarer Nanoträger mit bioaktiven Proteinen für gezielte Wirkstofffreisetzung. Diese Methode ermöglicht Forschern die unabhängige Fabrikation fortschrittlicher Arzneistoffsysteme.

Schnelle, skalierbare Montage und Beladung von bioaktiven Proteinen und Immunstimulantien in diversen synthetischen darin über Flash-Nanoprecipitation (Video) | JoVE Journal

Schnelle, skalierbare Montage und Beladung von bioaktiven Proteinen und Immunstimulantien in diversen synthetischen darin über Flash-Nanoprecipitation

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