Name: Síntesis, encapsulación de hemoglobina y PEGilación biortogonal en nanopartículas UiO-66 jerárquicamente porosas para aplicaciones de suministro de oxígeno (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2026-05-08T13:10:00.000+00:00
Duration: 9 min 24 s
Description: Aprende a fabricar nanopartículas UiO-66 porosas jerárquicas que encapsulan hemoglobina y se estabilizan mediante PEGilación biortogonal. Este protocolo escalable permite producir portadores de oxígeno con alta eficiencia y estabilidad coloidal.

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<table><tbody><tr><td>ácido 2-amino-1,4-benzenedicarboxílico &nbsp;</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>381071-25G</td><td></td></tr><tr><td>4-(2-hidroxietil)piperazina-1-ácido etanosulfónico</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>H3375-100G</td><td></td></tr><tr><td>Acetona (99%)</td><td>VWR International (S&oslash; borg, DK)</td><td>23J244030</td><td></td></tr><tr><td>Ensayo de proteínas con ácido bicinquinínico &nbsp;</td><td>Thermo Fisher Scientific (Roskilde, DK)</td><td>23235</td><td></td></tr><tr><td>Sangre bovina y</td><td>SSI Diagnostica A/S (Hiller&oslash; d, DK)</td><td>77667</td><td></td></tr><tr><td>Tubo centrífuga</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Centrifugadora&nbsp;</td><td>Thermo Fisher Scientific Inc (Massachusetts, EE. UU.)</td><td>75009903</td><td>Megafuge ST Plus serie & nbsp;</td></tr><tr><td>Óxido de deuterio</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>151882</td><td></td></tr><tr><td>Dibenzociclooctino-polietilenglicol</td><td>BroadPharm</td><td>BP-23949</td><td></td></tr><tr><td>ácido dodecanoico &nbsp;</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>L556-1KG</td><td></td></tr><tr><td>Dulbecco' s Águila modificada' s mediano e inconveniente; glucosa alta y nbsp;</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>11965092</td><td></td></tr><tr><td>Etanol (100%)</td><td>VWR International (S&oslash; borg, DK)</td><td>24L044013</td><td></td></tr><tr><td>Espectroscopía infrarroja de transformada de Fourier &nbsp;</td><td>Bruker (Billerica, EE. UU.)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Analizador de hemox &nbsp;</td><td>CRP CIENTÍFICO TSC (PA, EE. UU.)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Plasma citado humano</td><td>TebuBio</td><td>SER-PLP25</td><td></td></tr><tr><td>Ácido clorhídrico (37%)</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>320331-500ML</td><td></td></tr><tr><td>Software ImageJ</td><td>Institutos Nacionales de Salud (EE. UU.)</td><td></td><td>Versión 1.47t</td></tr><tr><td>Rejilla de Cu de carbono lacey (malla 300)</td><td>Agar Scientific Ltd., (Stansted Essex, Reino Unido)</td><td>AGS166-3H</td><td></td></tr><tr><td>Agitador magnético</td><td>IKA-Werke GmbH & Compañía KG (,DE)</td><td>Identificación. No.: 0010011496</td><td></td></tr><tr><td>Sofeware MestReNova</td><td>Mestrelab Research (España)</td><td></td><td>Versión 12</td></tr><tr><td>Analizador de superficie Micromeritics Tristar</td><td>Thermo Fisher Scientific Inc</td><td>ASAP 2020 Plus</td><td></td></tr><tr><td>Mini centrífuga</td><td>Eppendorf Nordic (H&oslash; rsholm, DK)</td><td>Nº de catálogo y nbsp; 5452000010</td><td></td></tr><tr><td>Suero para ratones</td><td>Investigación Innovadora (Novi, MI, EE. UU.)</td><td>IGMSCD1SER10ML</td><td></td></tr><tr><td>Caldera de amortiguador&nbsp;</td><td>Nabertherm GmbH (Bremen, DE)</td><td>Caldera amortiguadora LE 6/11</td><td></td></tr><tr><td>N,N&prime;-dimetilformamida (99,9%)</td><td>VWR International (S&oslash; borg, DK)</td><td>250131a008</td><td></td></tr><tr><td>Equipo Nanodrop 2000c &nbsp;</td><td>Thermo Fisher</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Resonancia magnética nuclear &nbsp;</td><td>Bruker (Billerica, EE. UU.)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>O2 meter&nbsp;</td><td>PreSens (Ratisbona, Alemania)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Software Origin 2022</td><td>OriginLab Corporation (MA, EE. UU.)</td><td></td><td>Versión 2022&nbsp;</td></tr><tr><td>Sensor de oxígeno</td><td>PreSens (Ratisbona, DE)</td><td>Traza OXY-1 ST</td><td></td></tr><tr><td>Solución salina tamponada con fosfato &nbsp;</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>P4417-50TAB</td><td></td></tr><tr><td>Lector de placas</td><td>Tecan Group Ltd.&nbsp; (M&auml; nnedorf, CH)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Hexacianoferrato de potasio</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>60299-100G</td><td></td></tr><tr><td>Hidróxido de potasio</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>221473-500G</td><td></td></tr><tr><td>Difracción de rayos X en polvo &nbsp;</td><td>Malvern Panalytical Ltd., (Malvern, Reino Unido)</td><td></td><td>Modelo: Malvern Panalytical Aeris Research 600W XRD para mediciones de pólvora (Publicado en 2020)</td></tr><tr><td>Recipiente de presión de fondo redondo &nbsp;</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>SYNP170004-1EA</td><td></td></tr><tr><td>Microscopía electrónica de barrido&nbsp;</td><td>Compañía FEI (Hillsboro, EE. UU.)</td><td>Helios Nanolab 600 FEI de doble haz</td><td></td></tr><tr><td>cloruro de sodio y nbsp;</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>71376</td><td></td></tr><tr><td>Ditionita sódica &nbsp;</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>71699-250G</td><td></td></tr><tr><td>Dodecilo sulfato de sodio &nbsp;</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>L4509-100G</td><td></td></tr><tr><td>Synthware y comercio; Recipiente de presión de fondo redondo</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>SYNP170003</td><td></td></tr><tr><td>Tert-butilo nitrito &nbsp;</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>20370-100ml-F</td><td></td></tr><tr><td>Tetrahidrofurano (99,7%)</td><td>VWR International (S&oslash; borg, DK)</td><td>201022A004</td><td></td></tr><tr><td>Termoshaker</td><td>Grant Instruments (Cambridge) Ltd (Reino Unido)</td><td>PHMT-PSC18 (01012015020119)</td><td></td></tr><tr><td>Microscopía electrónica de transmisión&nbsp;</td><td>Compañía FEI (Hillsboro, EE. UU.)</td><td>FEI Tecnai T20</td><td></td></tr><tr><td>Trimetilsililazida &nbsp;</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>155071-10G</td><td></td></tr><tr><td>Sistema TSC HEMOX DAQ</td><td>CRP CIENTÍFICO TSC (PA, EE. UU.)</td><td></td><td>Software analizador Hemox &nbsp;</td></tr><tr><td>Ultrosound sonicator&nbsp;</td><td>Branson Ultrasonics Corporation (Danbury, EE. UU.)</td><td>SKU: 2410240003</td><td></td></tr><tr><td>Espectrofotómetro UV-Vis &nbsp;</td><td>Shimadzu (Kioto, JP)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Horno de vacío y nbsp;</td><td>Thermo Fisher Scientific Inc (Massachusetts, EE. UU.)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Zetasizer Nano ZS</td><td>Malvern Panalytical Ltd., (Malvern, Reino Unido)</td><td>Número de serie. MAL1188530</td><td></td></tr><tr><td>Cloruro de circonio(IV)</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>357405-100G</td><td></td></tr></tbody></table>

síntesis, encapsulación de hemoglobina y pegilación biortogonal en nanopartículas uio-66 jerárquicamente porosas para aplicaciones de suministro de oxígeno

Synthesis, Hemoglobin Encapsulation and Biorthogonal PEGylation in Hierarchically Porous UiO-66 Nanoparticles for Oxygen Delivery Applications

Síntesis, encapsulación de hemoglobina y PEGilación biortogonal en nanopartículas UiO-66 jerárquicamente porosas para aplicaciones de suministro de oxígeno

Hemoglobin-based oxygen carriers (HBOCs) are an important platform for oxygen delivery to mitigate hypoxia in several biomedical contexts. However, free ...

El propósito de esta investigación es definir un marco estable de nanopartículas basadas en metales y orgánicos para la encapsulación de hemoglobina y la entrega de osígeno. El morfo poroso hierarca puede superar la limitación de tamaño del poste para la encapsulación de hemoglobina, y la población superficial puede mejorar la estabilidad de las partículas en entornos fisiológicos. Para empezar, pesa con precisión 50 miligramos de nanopartículas de UIO 66 y porosas jerárquicamente preparadas en un matraz redondo de fondo de 25 mililitros.Añade 10 mililitros de tetrahidrofurano al matraz. Luego ultrasonica la mezcla durante cinco minutos para dispersar completamente las partículas, produciendo una suspensión opaca uniforme. Coloca el matraz de fondo redondo en un baño de agua con hielo sobre un agitador magnético ajustado a 400 RPM.Usando una jeringuilla de vidrio, añade 0,4 mililitros de nitrito tert butilo gota a gota durante cinco minutos manteniendo la temperatura por debajo de los cinco grados Celsius. Añade inmediatamente 0,35 mililitros de trimetil SL azida gota a gota bajo las mismas condiciones de frío. Puede aparecer una efervescencia leve, indicando progreso de la nitrosación.Luego envuelven el baño de agua con hielo en papel de aluminio para proteger la reacción de la luz. Sigue removiendo la mezcla de reacción en el baño de agua con hielo durante toda la noche. Al día siguiente, lava y seca el producto tal y como se muestra.Luego se utiliza espectroscopía FTIR para verificar la transformación química. Transfiere cinco miligramos de nanopartículas de azida UIO 66 jerárquicamente porosas a un tubo centrífuga de dos mililitros. Añade 0,5 mililitros de buffer HEPES y sonica durante dos a cinco minutos.Añade 0,5 mililitros de buffer HEPES que contenga 20 miligramos por mililitro de hemoglobina, e invierte suavemente el tubo varias veces para dispersar completamente las nanopartículas. Ahora coloca el tubo sobre un termoagitador e incuba a temperatura ambiente, agitando a 1.000 RPM durante dos horas. Tras la incubación, centrifugar el tubo a 13.500 g durante cinco minutos a temperatura ambiente, para pelletar las nanopartículas de azida UIO 66 cargadas jerárquicamente y porosas.Luego recoge cuidadosamente el sobrenadante para cuantificar la hemoglobina no atrapada. Lava el pellet suavemente tres veces con un mililitro de agua ultrapura pipeteando arriba y abajo para eliminar la hemoglobina que se absorbe de forma suelta. Luego, recoge cuidadosamente el sobrenadante de cada lavado para cuantificar la hemoglobina atrapada.Resuspende el pellet final en 0,5 mililitros de agua ultrapura y guárdalo en un frigorífico antes de caracterizarlo. Utiliza el ensayo de hemoglobina sulfato de laurel sódico para determinar la hemoglobina atrapada en los sobrenacionantes recogidos. Pipetear 10 microlitros de cada sobrenadante en una microplaca de 96 pozos.Añade 100 microlitros de reactivo sulfato de laurel sódico e incuba durante cinco minutos a temperatura ambiente en la oscuridad. Utilizando un espectrofotómetro ultravioleta visible, mide la absorbancia a 412 nanómetros. Después, preparar una dilución serial del stock de hemoglobina en el buffer HEPES para generar una curva estándar.Transfiere las diluciones preparadas a la placa de 96 pozos para generar una curva estándar que convierta las lecturas de absorbancia en concentraciones de hemoglobina. Transfiere 10 miligramos de nanopartículas de azida UIO 66 cargadas jerárquicamente y porosas en hemoglobina a un tubo centrífugo de dos mililitros que contenga 0,5 mililitros de agua ultrapura y sonica durante dos a cinco minutos. Añade 20 miligramos de dibenzociclooctano, modificado con polietilenglicol para lograr una proporción equimolar de polietileno glicol a nanopartículas.Haz un vórtice suave en el tubo hasta que la mezcla esté homogeneizada. Coloque el tubo sobre un termoagitador e incube a temperatura ambiente, agitando a 1.000 RPM durante una hora. Luego transfiero el tubo a una nevera mantenida a cuatro grados Celsius para una reacción durante la noche.Centrifugar el tubo a 12.000 G durante cinco minutos a temperatura ambiente para pelletar las nanopartículas UIO 66 modificadas con polietileno glicol, cargadas en hemoglobina, jerárquicamente porosas. Luego descarta el sobrenadante, que contiene polietilenglicol no reactivo. Lava el pellet tres veces con agua ultrapura de dos mililitros pipeteando arriba y abajo y centrifugando bajo las mismas condiciones que se han mostrado antes.Resuspender las nanopartículas purificadas de hemoglobina pegilada y jerárquicamente porosas, de UIO 66, en dos mililitros de agua ultrapura. Guarda la suspensión a cuatro grados Celsius. El coloide resultante parece homogéneo y ligeramente opalescente, lo que indica buena estabilidad en la dispersión.Luego confirma la pegilación exitosa mediante dispersión dinámica de la luz, o DLS. Los grupos amino de superficie se convirtieron con éxito en azidas. Esto se demostró con la aparición de una banda característica asimétrica de azida, estirándose en 2.122 centímetros inversos en el espectro FTIR de nanopartículas de azida UIO 66 jerárquicamente porosas.Esta banda estaba ausente en nanopartículas de amina UIO 66, jerárquicamente porosas. La encapsulación de la hemoglobina se indicó visualmente mediante un cambio de color amarillo a rojo. La captación de nitrógeno disminuyó tras la carga de hemoglobina, lo que indica la ocupación de los mesóporos por moléculas de hemoglobina.El potencial zeta de las nanopartículas de azida UIO 66, jerárquicamente porosas, disminuyó de 42,9 milivoltios a 20,4 milivoltios tras la encapsulación de hemoglobina. La conjugación exitosa del polietileno glicol se confirmó mediante la desaparición de las vibraciones de estiramiento de las azidas a 2.122 centímetros inversos, y la aparición de señales asociadas al polietileno glicol en el espectro FTIR. El análisis DLS mostró un aumento del diámetro hidrodinámico de aproximadamente 114,9 a 140,8 nanómetros tras la pegilación, manteniendo un bajo PDI.Esta partícula permite la síntesis de nanopartículas morfo jerárquicamente porosas, la encapsulación de hemoglobina, la peculación superficial y la evaluación de la funcionalidad de liberación de oxígeno. Utilizando este protocolo, se pueden realizar caracterizaciones físico-químicas adicionales y estudios funcionales, incluyendo el análisis de la liberación in vitro de oxígeno y la biocompatibilidad de nanopartículas. Los estudios futuros pueden centrarse en preservar la funcionalidad de la hemoglobina por razones más largas, como incorporar componentes para prevenir una degradación sustancial.

synthesis-hemoglobin-encapsulation-biorthogonal-pegylation

Research

Investigación

JoVE Journal

Bioengineering

Bioingeniería

Se presentan los principios de la medición de oxígeno por temple fosforescencia y revisión del diseño de la porfirina basada en nanosensores dendríticas para obtener imágenes de oxígeno en los sistemas biológicos.

Síntesis y caracterización de nanosondas fosforescentes de imágenes de oxígeno en sistemas biológicos

Este procedimiento describe cómo encapsular citocromo c (cit. C) en sílice (SiO2) sol-gel, procesos estos geles para formar bioaerogels, y el uso de estos bioaerogels reconocer rápidamente el óxido nítrico (NO) a través de una reacción en fase gaseosa. Este tipo de protocolo puede ayudar en el futuro desarrollo de biosensores u otros dispositivos de bioanálisis.

encapsular citocromo<em&gt; c</em&gt; El aerogel de sílice en nanoarquitecturas sin metal nanopartículas Mientras Retienen bioactividad en fase gaseosa

Armazones metal-orgánicos son eficaces en el almacenamiento de gas y catálisis heterogénea, sino resultado de métodos de síntesis típica en polvos sueltos que son difíciles de incorporar materiales inteligentes. Demostrar un método de primera capa las telas con óxidos metálicos de ALD, dando como resultado películas conformales de MOF en los tejidos durante la síntesis de solvothermal.

Síntesis de Solvothermal de 96 MIL y UiO-66-NH2 de capa atómica deposita recubrimientos de óxido de Metal en esteras de la fibra

Aquí, presentamos un protocolo para el diseño y fabricación de películas de silicio poroso (PSi) nanoestructurados como portadores degradables para el factor de crecimiento nervioso (NGF). La diferenciación neuronal y en consecuencia de PC12 células y ratones raíz dorsal (GRD) del ganglio las neuronas se caracterizan sobre el tratamiento con los portadores cargados de NGF PSi.

Diseño de películas de silicio poroso como portadores de Factor de crecimiento nervioso

Demostramos la síntesis de nanopartículas de silicio poroso fusogénicas para la entrega eficaz de oligonucleótidos in vitro e in vivo. Nanopartículas de silicio poroso están cargadas de siRNA para formar el núcleo, que es cubierto por fusogénicas lípidos a través de la protuberancia para formar la cáscara. Funcionalización de parte de la segmentación y caracterización de partículas están incluidos.

Síntesis, funcionalización y caracterización de nanopartículas de silicio poroso fusogénicas para entrega de oligonucleótidos

El protocolo describe la generación de esferoides de alto rendimiento para la bioimpresión utilizando el análisis multiparamétrico de su oxigenación y muerte celular en un microscopio de fluorescencia estándar. Este enfoque se puede aplicar para controlar la viabilidad de los esferoides y realizar la estandarización, lo cual es importante en el modelado de tejido 3D, el microambiente tumoral y la biofabricación (micro) tisular exitosa.

Biofabricación asequible asistida por microscopía de oxígeno de esferoides multicelulares

El presente protocolo describe la fabricación de microesferas porosas altamente abiertas (HOPM) basadas en ácido poli(láctico-co-glicólico) a través de la tecnología microfluídica fácil basada en formulación de emulsión única. Estas microesferas tienen aplicaciones potenciales en ingeniería de tejidos y detección de fármacos.

Fabricación de microesferas porosas altamente abiertas (HOPM) mediante tecnología microfluídica

El oro nanoporoso con una distribución jerárquica y bimodal del tamaño de poro se puede producir combinando la desaleación electroquímica y química. La composición de la aleación se puede monitorear a través del examen EDS-SEM a medida que avanza el proceso de desaleación. La capacidad de carga del material se puede determinar estudiando la adsorción de proteínas en el material.

Técnica versátil para producir un diseño jerárquico en oro nanoporoso

El intercambio de ligandos postsintéticos (PSE) es una herramienta versátil y poderosa para instalar grupos funcionales en estructuras metal-orgánicas (MOF). La exposición de MOF a soluciones que contienen ligandos funcionalizados con triazol y tetrazol puede incorporar estas fracciones heterocíclicas en Zr-MOF a través de procesos PSE.

Síntesis de estructuras metal-orgánicas basadas en Zr funcionalizadas con triazol y tetrazol a través del intercambio de ligandos postsintéticos

En este artículo, presentamos la preparación de hidrogeles MOF-gelatina que se benefician de las propiedades termorreversibles de la gelatina, asociadas a su separación de fases por coacervación. Estos compuestos hidrogel presentan una alta carga de MOF, gran porosidad y una buena distribución espacial de las partículas de MOF dentro de la matriz de gelatina.

Preparación de Estructuras Metal-Orgánicas-Hidrogeles mediante Coacervación

Aprende a fabricar nanopartículas UiO-66 porosas jerárquicas que encapsulan hemoglobina y se estabilizan mediante PEGilación biortogonal. Este protocolo escalable permite producir portadores de oxígeno con alta eficiencia y estabilidad coloidal.

Síntesis, encapsulación de hemoglobina y PEGilación biortogonal en nanopartículas UiO-66 jerárquicamente porosas para aplicaciones de suministro de oxígeno (Video) | JoVE Journal

Síntesis, encapsulación de hemoglobina y PEGilación biortogonal en nanopartículas UiO-66 jerárquicamente porosas para aplicaciones de suministro de oxígeno

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