זיהוי של endotoxins של ננו-חומרים מהונדסים מייצג אחד האתגרים הגדול ביותר בתחום של ננו-רפואה. כאן, אנו מציגים חקר מקרה המתארת את המסגרת המורכבת LAL שלושה פורמטים שונים כדי להעריך את פוטנציאל זיהום אנדוטוקסין בחלקיקים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
זיהוי של endotoxins של ננו-חומרים מהונדסים מייצג אחד האתגרים הגדול ביותר בתחום של ננו-רפואה. כאן, אנו מציגים חקר מקרה המתארת את המסגרת המורכבת LAL שלושה פורמטים שונים כדי להעריך את פוטנציאל זיהום אנדוטוקסין בחלקיקים.
כאשר נוכח מוצרים פרמצבטיים, אנדוטוקסין רכיב הקיר תא החיידק גראם שליליים (הנקרא לעתים קרובות גם ליפופוליסכריד) יכול לגרום דלקת, חום, היפו - או יתר לחץ דם, במקרים קיצוניים, יכול לגרום נזק לרקמות ו עוגב זה ייתכן להיות קטלני. כמויות אנדוטוקסין במוצרי תרופות, לכן, הם מווסתים. בין השיטות הזמינות אנדוטוקסין זיהוי, כימות, וזמינותו Limulus Amoebocyte Lysate (LAL) הוא נפוץ ברחבי העולם. בעוד כל מוצר התרופות עלולות להפריע וזמינותו לל, ננו-ניסוחים מייצגים אתגר מסוים עקב המורכבות שלהם. מטרת מאמר זה היא לספק מדריך מעשי חוקרים מנוסים באומדן endotoxins של ננו-חומרים מהונדסים וסמים ניסח ננו-חלקיק. במסמך זה, המלצות מעשיות לביצוע שלוש תבניות LAL כולל עכירות, הדפסות כסף, ג'ל-קריש מבחני נידונות. מבחני אלה יכול לשמש כדי לקבוע אנדוטוקסין זיהום מוצרים מבוססי ננו-טכנולוגיה תרופות, חיסונים, adjuvants.
אנדוטוקסין היא אבן בניין של הקיר תא החיידק גראם שליליים1,2. זה יכול להפעיל את התאים החיסוניים ב מאוד נמוכה (picogram) ריכוזים1,2. המתווכים proinflammatory (ציטוקינים, לאוקוטריאנים, eicosanoids, וכו ') המיוצר על ידי תאי בתגובה אנדוטוקסין אחראים קדחת, תת לחץ דם, יתר לחץ דם, בעיות בריאות חמורות יותר, כולל אי ספיקת איברים מרובים 1 , 2 , 3. חומרת בתיווך החיסון תופעות המופעלות על-ידי אנדוטוקסין תלוי מחריפותו נקבעים על-ידי אנדוטוקסין הרכב ואת מבנה ומדד אנדוטוקסין הבינלאומי יחידות (IUs או EUs)3. המספר של יחידות אלה לכל קילוגרם של משקל גוף משמשת להגדרת מנה פירוגני הסף של אנדוטוקסין. מינון זה הוא ש-5 האיחוד האירופי לק"ג למוצרים סמים מנוהל באמצעות כל נתיבי אבל המסלול במחלה. סמים עצומות למטר מרובע של פני השטח של הגוף, נוזלים תוך-עיני, radiopharmaceuticals מוצרים מנוהל באמצעות מסלול במחלה יש מנה פירוגני סף שונות, אשר הוא 100 האיחוד האירופי/m2, האיחוד האירופי 0.2/mL, האיחוד האירופי 175/V (איפה V נפח של המוצר מיועד עבור ניהול), ו- 0.2 האיחוד האירופי לק"ג, בהתאמה4. פרטים נוספים אודות המנה פירוגני מסף סמים מוצרים והתקנים שונים הינם מסופקים, נדון במקום אחר4,5,6.
חיות להשתנות באופן נרחב את רגישותם בתיווך אנדוטוקסין תגובות. בני אדם, קופים, ארנבים הם בין המינים רגישים ביותר ביותר endotoxins3. כדי למנוע תופעות לוואי בתיווך אנדוטוקסין בחולים ולמנוע המסקנות לא מדויק של רעילות פרה ולימודי היעילות, זה חיוני כדי לזהות ולכמת endotoxins ניסוחים כיתה-קליניים ומחקרים קליניים מראש שני במדויק. מספר שיטות זמין כרגע ניתן להשיג משימה זו. אחד מהם הוא וזמינותו Limulus Amoebocyte Lysate (LAL), אשר נמצא בשימוש נפוץ ברחבי העולם מוצרים ביו מסך עבור פוטנציאל אנדוטוקסין לזיהום גם באשר לזהות זיהומים חיידקיים7,8,9. Lysate הוא מוכן מן amoebocytes, התאים הנוכחי בדם של הפרסה סרטנים Limulus פוליפמוס המתגוררים לחוף המזרחי של יבשת צפון אמריקה7. מעניין, יש כמה מינים שונים של סרטנים פרסה (Tachypleus גיגס , Tachypleus tridentatus) ב אסיה10. Tachypleus Amoebocyte Lysate (טל) משמש במספר מדינות אסיה איתור אנדוטוקסין הדומה איך LAL משמש cuntries10. Lysates (LAL וטל) מכילים קבוצה של חלבונים המקנים בעת הפעלת פרוטאז פעילות. אחד החלבונים האלה, הגורם כביכול C מופעל בעת מגע עם אנדוטוקסין. C גורם שהופעל cleaves Factor B, אשר בתורו גם הופך פרוטאז ודבק אנזים קרישת pro כדי לייצר אנזים קרישת דם. התוצאה של תגובות שרשרת הזאת היא היווצרות של ג'ל, עלייה של עכירות מדגם ו, בנוכחות מצע הדפסות כסף, המראה של מוצר צבעוניים, אשר לשמש בסיס ג'ל-קריש דם, עכירות, מבחני הדפסות כסף, בהתאמה. אמנם יש תבנית LAL אין חובה, של מינהל המזון והתרופות האמריקני (FDA) מסביר ההדרכה עבור תעשיית המסמך, כי במקרה של אי-התאמה בתוצאות הבדיקה בין פורמטים שונים לל, ההחלטה בהתבסס על וזמינותו ג'ל-קריש5 .
רבים נפוץ כימיקלים המעבדה (למשל., EDTA), סמים ידוע מוצרים (לדוגמה פניצילין) להפריע LAL מבחני11. ההפרעות מזוהה בדרך כלל על-ידי הערכת ההתאוששות של אנדוטוקסין תקן עלה בריכוז ידוע לתוך פתרון המכיל את החומר. אם השחזור ספייק הוא פחות מ- 50% או יותר מאשר 200%, אז התוצאה של LAL assay עבור החומר מבחן נתון אינו חוקי עקב עיכוב או שיפור, בהתאמה4. ניסוחים המבוסס על ננו-טכנולוגיה מורכבים לעיתים קרובות ומשבשים LAL באמצעות מגוון רחב של מנגנונים12,13,14. גישות רבות תוארו להתגבר על ההפרעות: שיחזור מדגם מאגרים ספציפיים, פיתחה, חלבון איון על ידי חימום, הרס של חומרי חלול מבוססי השומנים על ידי חימום ומשלימות את הדגימה. עם עודף קטיונים דו ערכיים5,12,13,14,15. שיטות אלטרנטיביות במצבים כאשר לא ניתן להתגבר על הפרעות LAL גם תוארו: אליסה, תא כתב HEK-TLR4 קו assay, ספקטרומטר מסה16,17,18, 19.
במסמך זה, מתוארים הליכים ניסיוני לעריכת ג'ל-קריש דם, עכירות, מבחני LAL הדפסות כסף. מבחני אלה הינם גם זמינים על אתר ננוטכנולוגיה אפיון מעבדה (NCL)20 בפרוטוקולים STE1.2 (עכירות LAL), STE1.3 (LAL ג'ל-clot) ו STE1.4 (LAL הדפסות כסף). מומלץ לבצע לפחות שתי תבניות שונות לאפיון הננו-ניסוח זהה. כאשר תוצאות של עכירות, הדפסות כסף LAL מסכימים, התוצאות ג'ל-קריש דם נחשבים5. כאשר התוצאות של שתי תבניות LAL מסכימים, נוספים הם ממצאי מחקרים באמצעות מונוציט הפעלת מבחן (MAT) או ארנב pyrogen מבחן (RPT) כדי לוודא LAL ערכו21. חשוב לציין כי כל שיטה המשמש לצורך זיהוי אנדוטוקסין לפירוגניות הערכה יש יתרונות ומגבלות21,22,23,24. הכרה במגבלות של ההליך שימוש כדי לאפיין את ניסוח ננוטכנולוגיה נתון חיוני להשגת הצדקה מדעית לשימוש של האופטימלית עבור הננו-ניסוח זה ההליך.
במחקר זה, שימש PEGylated liposomal דוקסורוביצין ניסוח nanoparticle מודל. ניסוח זה אושר על ידי FDA בארה ב בשנת 1995 ומשמשת לטיפול סרטן מטופלים ברחבי העולם25.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. הכנת דוגמאות ננו-חלקיק
2. הכנת ריאגנטים משותף בין תבניות לל
3. עכירות LAL Assay
4. הדפסות כסף לל
5. ג'ל-קריש לל
הערה: זו assay מזהה הנוכחות של endotoxins במדגם בהתבסס על התצפית הויזואלית גילוי של קריש דם בצינור התגובה. השלבים ניסיוני שיפורטו להלן. להשתמש סדין הספסל כדי לתעד את התוצאות. גיליון ספסל זה לא חובה, דרכים אחרות של הקלטה התוצאות assay מקובלים גם. דוגמה כזו גיליון ספסל מסופק בחומרים משלים לנוחיות הקורא. למבדה (l) היא הרגישות של ג'ל-קריש וזמינותו והיא האיחוד האירופי 0.03 נקודות/mL.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדוגמה של נתונים שנוצרו לאחר בדיקות ניסוח זה מבחני LAL מוצג בטבלה 1. PEGylated liposomal דוקסורוביצין התערב עם הדפסות כסף LAL-דילול 5. עם זאת, הפרעה זו הוכרע על ידי דילולים רבתי. שחזור ספייק היה בין 50 ל- 200%, כאשר ניסוח זה נבחנה ב דילולים 50 ו-500 עכירות ו לל הדפסות כסף, כמו גם דילול 5 בעכירות לל. כאשר הוא מותאם על ידי הגורם דילול, התוצאות היו עקביות בין דילולים, בשני מבחני. יתר על כן, התוצאות היו עקביות בין התבניות assay שלוש.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
במידע הנמסר פרוטוקול זה תואר קודם15,26 ומסתמך על מספר מסמכי רגולציה שפורסם על ידי מינהל המזון והתרופות האמריקני (FDA או ה-FDA) ואת ארצות הברית פרמקופיאה (USP)4 , 5 , 6 , 27, והוא גם זמין באתר NCL20 בפרוטוקולים STE1.2 (עכירות LAL), STE1.3 (LAL ג'ל-clot) ו STE1.4 (LAL הדפסות כסף).
מבחן-נ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים אין לחשוף.
המחקר נתמך על ידי כספים פדרליים של המכון הלאומי לסרטן, מכוני הבריאות הלאומיים, תחת חוזה HHSN261200800001E. התוכן של פרסום זה אינן משקפות בהכרח את ההשקפות או מדיניות של מחלקת הבריאות ושירותי האנוש של, ולא הזכיר של שמות מסחריים, מוצרים מסחריים, או ארגונים מעיד על ממשלת ארה ב.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| <חזק>עכירות LAL Assay | |||
| נתרן הידרוקסיד | Sigma | S2770 | בעת הצורך, הוא משמש להתאמת pH הדגימה להיות בין 6-8 |
| חומצה הידרוכלורית | Sigma | H9892 | בעת הצורך, הוא משמש להתאמת pH הדגימה להיות בין 6-8 |
| LAL Reagent | Associates of Cape Cod | T0051 | ניתן להשתמש במגיב זה עם עכירות מבחן רק |
| בקרה אנדוטוקסין סטנדרטי | עמיתים של קייפ קוד | E0005 | ניתן להשתמש במגיב זה עם עכירות ובדיקות קרישי ג'ל |
| מים בדרגת LAL | Associates of Cape Cod | WP0501 | ניתן להשתמש במגיב זה עם כל פורמט LAL |
| Glucashield Buffer | Associates of Cape Cod | GB051-25 | משמש למניעת תגובה חיובית כוזבת מבטא-גלוקנים |
| צינורות דילול זכוכית חד פעמיים ללא אנדוטוקסין 12 x 75 מ"מ | Associates of Cape Cod | TB240 | ניתן להשתמש בצינורות אלה עם כל שלושת הבדיקות |
| צינורות תגובת זכוכית חד פעמיים ללא אנדוטוקסין 8 x 75 מ"מ | Associates of Cape Cod | TK100 | ניתן להשתמש בצינורות אלה עם עכירות ובדיקות כרומוגניות |
| טיפים נטולי פירוגן עם נפחים 0.25 ו-1.0 מ"ל | RAININ | PPT25, | טיפים ופיפטות PPT10 עלולים לספוג אנדוטוקסין ולשחרר שטיפות המפריעות לבדיקת LAL. טיפים אלה של RAININ משמשים מכיוון שהביצועים האופטימליים שלהם בבדיקת LAL אומתו ואושרו |
| צינורות מיקרוצנטריפוגה נטולי פירוגן, 2.0 מ"ל | Eppendorf | 22600044 | ניתן להשתמש בחומרים מקבילים אחרים |
| קומביטיפים בתשלום פירוגן, 5 מ"ל | Eppendorf | 30089669 | ניתן להשתמש בחומרים מקבילים אחרים |
| Repeat pipettor | Eppendorf | 4982000020 | ניתן להשתמש באספקה שווה ערך אחרת |
| מיקרוצטריפוגה | כל מותג כל מותג | ניתן להשתמש | |
| במקרר, 2-8 C | כל מותג | ניתן להשתמש בכל מותג | |
| מערבולת | כל מותג | ניתן להשתמש בכל מותג | |
| מקפיא, -20 C | כל מותג | ניתן להשתמש בכל מותג | |
| Pyros Kinetix או Pyros Kinetix Flex reader | Associates of Cape Cod | PKF96 | ניתן להשתמש במכשירים אחרים. עם זאת, ריאגנטים LAL ותקני אנדוטוקסין המשמשים בבדיקה זו עשויים לדרוש אופטימיזציה. כאשר נעשה שימוש במכשור אחר, אנא פנה ליצרני המכשירים וערכות LAL לקבלת הוראות |
| <חזק>בדיקת LAL כרומוגנית | |||
| Pyrochrome LAL Reagent | Associates of Cape Cod | CG1500-5 | מגיב זה הוא ספציפי ל-Chromogenic Assay |
| Control Endotoxin Standard | Associates of Cape Cod | EC010 | תקן זה שונה מזה המשמש לעכירות וקרישי ג'ל LALs; הוא מותאם לביצועים מיטביים בבדיקה הכרומוגנית |
| נתרן הידרוקסיד | סיגמא | S2770 | בעת הצורך, הוא משמש להתאמת pH הדגימה להיות בין 6-8 |
| חומצה הידרוכלורית | סיגמא | H9892 | בעת הצורך, הוא משמש להתאמת pH הדגימה להיות בין 6-8 |
| מים בדרגת LAL | Associates of Cape Cod | WP0501 | ניתן להשתמש במגיב זה עם כל מאגר Glucashield בפורמט LAL |
| Associates of Cape Cod | GB051-25 | משמש למניעת תגובה חיובית כוזבת מבטא-גלוקנים | |
| צינורות דילול זכוכית חד פעמיים ללא אנדוטוקסין 12 x 75 מ"מ | Associates of Cape Cod | TB240 | ניתן להשתמש בצינורות אלה עם כל שלושת הבדיקות |
| צינורות תגובת זכוכית חד פעמיים ללא אנדוטוקסין 8 x 75 מ"מ | Associates of Cape Cod | TK100 | ניתן להשתמש בצינורות אלה עם עכירות ובדיקות |
| כרומוגניותטיפים נטולי פירוגן עם נפחים 0.25 ו-1.0 מ"ל | RAININ | PPT25, PPT10 | טיפים ופיפטות עלולים לספוג אנדוטוקסין ולשחרר שטיפות המפריעות לבדיקת LAL. טיפים אלה של RAININ משמשים מכיוון שהביצועים האופטימליים שלהם בבדיקת LAL אומתו ואושרו |
| צינורות מיקרוצנטריפוגה נטולי פירוגן, 2.0 מ"ל | Eppendorf | 22600044 | ניתן להשתמש בחומרים מקבילים אחרים |
| קומביטיפים בתשלום פירוגן, 5 מ"ל | Eppendorf | 30089669 | ניתן להשתמש בחומרים מקבילים אחרים |
| Repeat pipettor | Eppendorf | 4982000020 | ניתן להשתמש באספקה שווה ערך אחרת |
| מיקרוצטריפוגה | כל מותג כל מותג | ניתן להשתמש | |
| במקרר, 2-8 C | כל מותג | ניתן להשתמש בכל מותג | |
| מערבולת | כל מותג | ניתן להשתמש בכל מותג | |
| מקפיא, -20 C | כל מותג | ניתן להשתמש בכל מותג | |
| Pyros Kinetix או Pyros Kinetix Flex reader | Associates of Cape Cod | PKF96 | ניתן להשתמש במכשירים אחרים. עם זאת, ריאגנטים LAL ותקני אנדוטוקסין המשמשים בבדיקה זו עשויים לדרוש אופטימיזציה. כאשר נעשה שימוש במכשור אחר, אנא פנה ליצרני המכשירים וערכות LAL לקבלת הוראות |
| <חזק>Gel-Clot LAL Assay | |||
| LAL Reagent | Associates of Cape Cod | G5003 | מגיב זה הוא ספציפי לבדיקת קריש הג'ל |
| Control Endotoxin Standard | Associates of Cape Cod | E0005 | ניתן להשתמש במגיב זה עם בדיקות עכירות וקרישי ג'ל |
| נתרן הידרוקסיד | סיגמא | S2770 | במידת הצורך, הוא משמש להתאמת pH הדגימה להיות בין 6-8 |
| חומצה הידרוכלורית | Sigma | H9892 | בעת הצורך, הוא משמש להתאמת pH הדגימה להיות בין 6-8 |
| מים בדרגת LAL | Associates of Cape Cod | WP0501 | ניתן להשתמש במגיב זה עם כל פורמט LAL |
| Glucashield Buffer | Associates of Cape Cod | GB051-25 | משמש למניעת תגובה חיובית כוזבת מבטא-גלוקנים |
| צינורות דילול זכוכית חד פעמיים ללא אנדוטוקסין 12 x 75 מ"מ | Associates of Cape Cod | TB240 | ניתן להשתמש בצינורות אלה עם כל שלושת הבדיקות |
| צינורות תגובת זכוכית חד פעמיים ללא אנדוטוקסין 10 x 75 מ"מ | Associates of Cape Cod | TS050 | צינורות אלה מיועדים לשימוש עם בדיקת קרישי ג'ל |
| טיפים נטולי פירוגן עם נפחים 0.25 ו-1 מ"ל | RAININ | PPT25, PPT10 | טיפים ופיפטות עלולים לספוג אנדוטוקסין ולשחרר שטיפות המפריעות לבדיקת LAL. טיפים אלה של RAININ משמשים מכיוון שהביצועים האופטימליים שלהם בבדיקת LAL אומתו ואושרו |
| צינורות מיקרוצנטריפוגה נטולי פירוגן, 2.0 מ"ל | Eppendorf | 22600044 | ניתן להשתמש בחומרים מקבילים אחרים |
| קומביטיפים בתשלום פירוגן, 5 מ"ל | Eppendorf | 30089669 | ניתן להשתמש בחומרים מקבילים אחרים |
| Repeat pipettor | Eppendorf | 4982000020 | ניתן להשתמש באספקה שווה ערך אחרת |
| מיקרוצטריפוגה | כל מותג כל מותג | ניתן להשתמש | |
| במקרר, 2-8 C | כל מותג | ניתן להשתמש בכל מותג | |
| מערבולת | כל מותג | ניתן להשתמש בכל מותג | |
| מקפיא, -20 C | כל מותג | ניתן להשתמש בכל מותג | |
| מים, 37 C | כל מותג | ניתן להשתמש בכל מותג, עם זאת, חשוב לכבות את זרימת המים או להשתמש באמבט מים שאינו במחזור מכיוון שזרימת המים תשפיע על היווצרות הקרישים ותוביל לתוצאות שליליות כוזבות |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.