Name: פרוטוקול עבור ההפקה של חלקיקי גליאדין-cyanoacrylate לציפוי הידרופיליות (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-07-08T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 1 s
Description: למד פרוטוקול לייצור ננו-חלקיקים מבוססי חלבון מגליאדין וציאנואקרילט לציפוי הידרופילי. השיטה מאפשרת המרת משטחים הידרופוביים להידרופיליים בפחות מדקה, עם יישומים בננוטכנולוגיה וביומaterials.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

תודה למר ג&#39;ייסון אדקינס לקבלת סיוע טכני מומחה.

1. Defatting המסחרי גליאדין <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד 150 מ&quot;ל של אצטון עם גליל סיימה ויוצקים לתוך 250 מ&quot;ל בבקבוק Erlenmeyer. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תוך ערבוב עם בר ספין על בוחש מגנטי ב RT, להוסיף 30 גרם של גליאדין אבקה מסחרית. חותם את פתיחת הבקבוק עם רדיד אלומיניום, ולשמור על בחישת O / N בשכונה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תסנין הפתרון עם נייר סינון. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שטפו את תסנין עם אצטון טרי (בערך 50 מ&quot;ל). תן להחזיק מעמד 10 דקות, כדי לאפשר אצטון לניקוז. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעביר את התסנין יחד עם נייר הסינון מתחת לצלחת גדולה כמו צלחת מרובע תרבית תאים. מכסה את הצלחת המלאה עם נייר סינון גדול כדי להאט את האידוי של אצטון שיורית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אפשר תסנין להתייבש לחלוטין N / ברדס O. אחסן את גליאדין נטול שומן באריזה נגד אוויר חזק ב RT. </li></ol></li></ol> 2. הכנת המטוהרים גליאדין <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד 150 מ&quot;ל של ווהter עם גליל סיימה ויוצקים לתוך 1,000 מ&quot;ל בבקבוק Erlenmeyer. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד 350 מ&quot;ל של אתנול אבסולוטי עם גליל בלגן ויוצקים לתוך אותו בקבוק Erlenmeyer 1,000 מ&quot;ל. מערבבים נמרצות (800 - 1,000 סל&quot;ד) עם בר ספין עד אין בועה נוצרת מתערובת פתרון. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תוך ערבוב, מוסיפים 20 גרם של אבקת גליאדין נטול שומן-מסחרי. להוסיף גליאדין בכמויות קטנות בכל פעם, כדי למנוע היווצרות של גושים המכיל אוויר באמצע. שמור על ערבוב O / N. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעבירים את הפתרון כולו גליל בלגן 1,000 מ&quot;ל. בואו לעמוד במשך יומיים. במהלך תקופה זו, זיהומים שישקעו בתחתית הצילינדר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעביר את supernatant מאייד סיבובי עם טפטפת, ולהסיר אתנול מן supernatant ככל האפשר. ככל ששיעור אתנול מצטמצם, גליאדין יופיע הפתרון כמו צבירה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להקפיא את אגרגטים גליאדין המכיל פתרון ידי טבילה / מסתובבת מתנול/ תערובת קרח יבש ולהקפיא יבשים ב -70 ° C תחת ואקום. לפני ייבוש בהקפאה, לוודא הפתרון כולו קפוא ללא כל נוזל. הערה: גליאדין מיובש בהקפאה יהווה מוצק נקבובי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קראש גליאדין מיובש בהקפאה עם ובמכתש, וטוחנים עם מטחנת קפה להשיג כוח קנס (&lt;0.5 מ&quot;מ). מעבירים את המוצר לתוך מיכל אטום לאוויר ולאחסן ב RT. </li></ol> 3. תגובה פילמור של ECA עם גליאדין <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים בקבוקון הנצנץ (נפח הוא סביב 20 מ&quot;ל) ב במאזניים, וטרה. מוסיפים מים 3.2 גרם מזוקקים ו -6.8 גרם אתנול אבסולוטי בבקבוקון scitillation. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזז את בקבוקון הנצנץ על stirrer מגנטי, לשים בר ספין מגנטי (20 x 3 מ&quot;מ) לתוך הבקבוקון, ומערבבים נמרצות (800 - סל&quot;ד 1,000) עד אין בועת אוויר מופק מתערובת אתנול מימית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 40 μl של 4 N HCl לתוך בקבוקון תוך ערבוב. הוסף 20 מ&quot;ג של גליאדין לתוך הבקבוקון בעוד Sti<html> ט-ררינג, ולשמור על בחישה עד אבקת גליאדין נמס לגמרי בתערובת אתנול מימית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר שווידא הפתרון גליאדין ברור בעיני עירום, להוסיף לאט 80 - 100 μl של ECA בעוד מהירות ערבוב עדיין 800 - סל&quot;ד 1,000. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מנמיכים את מהירות ערבוב עד 500 סל&quot;ד, וממשיכים לבחוש עבור שעה 1. ככל שמתקדם התגובה, להתבונן עכירות אשר מציינת כי התגובה פילמור מתבצעת. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כאשר התגובה מסתיימת, להעביר את הפתרון לתוך צינורות צנטריפוגות, ולאזן את המשקל של החצוצרות. צנטריפוגה מוצר התגובה ב XG 10,000 במשך 20 דקות. במהלך תקופה זו, משקעת חלקיקי מוצר לוואי להישאר supernantant. המרכיב העיקרי של המוצר בצד הוא homopolymer PACA. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר צנטריפוגה, להעביר את ההשעיה nanoparticle מיוצר (supernatant) עם טפטפת כדי בקבוקון הנצנץ (או כל מיכל אוויר חזק), ולאחסן אותו ב RT. </li></ol>אפיון הכותרת &quot;&gt; 4. מהתוצר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כן 10 גרם של 68% WT אתנול המימי על ידי ערבוב מי 3.2 גרמו ו אתנול אבסולוטי 6.8 גרם ב בקבוקון נצנץ 20 מ&quot;ל ומערבב עד אין בועה נוצרת מתערובת הפתרון. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 40 μl של 4 N HCl לתערובת פתרון תוך ערבוב. הוסף 50 μl של ההשעיה nanoparticle לפתרון אתנול מוכן תוך ערבוב. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד את גודל ננו-חלקיקים עם פיזור אור דינאמי (DLS) באמצעות פתרון מדגם מוכן לעיל ופעל על פי ההנחיות של היצרן. הערה: הגודל של המוצר הסופי צריך להיות קטן מ -200 ננומטר. אם הוא גדול מ -200 ננומטר, המוצר לא יהיה יציב במשך תקופה ארוכה של זמן. חלקיקים גדולים יותר מיוצרים כאשר ECA המועסקת אינה טריה. </li></ol> בחינת 5. מהתוצר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכינו צלחת זכוכית כגון ראי יד. שטפו את פני השטח של צלחת זכוכית עם מים וסבון. Rinse פני השטח של צלחת זכוכית עם מים זורמים. הקפד לייבש את המשטח לנקות או להשתמש ללא ייבוש עבור לשלב הבא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תרסיס ההשעיה nanoparticle שהושגו 3.6) על חלק צלחת זכוכית, ולשטוף את המשטח עם מים זורמים מיד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תרסיס מים טהורים על פני השטח של צלחת זכוכית. שים לב המצופה (רסס עם השעית nanoparticle) שכבת מים בהמתנת שטח בעוד משטח הציפוי ברור. </li></ol>

<ol><li>Vauthier, C., Dubernet, C., Fattal, E., Pinto-Alphandary, H., Couvreur, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Poly%28alkylcyanoacrylates%29+as+biodegradable+materials+for+biomedical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Drug+Deliver.+Rev%22%5BJournal%5D)">Poly(alkylcyanoacrylates) as biodegradable materials for biomedical applications.</a> Adv. Drug Deliver. Rev. 55, 519-548 (2003).</li>
<li>Wieser, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemistry+of+gluten+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Chemistry of gluten proteins.</a> Food Microbiol. 24, 115-119 (2007).</li>
<li>Bietz, J. A., Wall, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identity+of+high+molecular+weight+gliadin+and+ethanol+soluble+glutenin+subunits+of+wheat%3A+Relation+to+gluten+structure%5BTitle%5D)+AND+%22Cereal+Chem%22%5BJournal%5D)">Identity of high molecular weight gliadin and ethanol soluble glutenin subunits of wheat: Relation to gluten structure.</a> Cereal Chem. 57, 415-421 (1980).</li>
<li>Kim, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+composites+by+using+gliadin+as+a+bonding+material%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cereal+Sci%22%5BJournal%5D)">Production of composites by using gliadin as a bonding material.</a> J. Cereal Sci. 54, 168-172 (2011).</li>
<li>Kim, S., Kim, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+gliadin-poly%28ethyl+cyanoacrylate%29+nanoparticles+for+hydrophilic+coating%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Nanopart.+Res%22%5BJournal%5D)">Production of gliadin-poly(ethyl cyanoacrylate) nanoparticles for hydrophilic coating.</a> J. Nanopart. Res. 16, 1-10 (2014).</li>
<li>Behan, N., Birkinshaw, C., Clarke, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Poly+n-butyl+cyanoacrylate+nanoparticles%3A+a+mechanistic+study+of+polymerisation+and+particle+formation%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Poly n-butyl cyanoacrylate nanoparticles: a mechanistic study of polymerisation and particle formation.</a> Biomaterials. 22, 1335-1344 (2001).</li>
<li>Nicolas, J., Couvreur, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+of+poly%28alkyl+cyanoacrylate%29-based+colloidal+nanomedicines%5BTitle%5D)+AND+%22Wiley+Interdiscip.+Rev.+Nanomed.+Nanobiotechnol%22%5BJournal%5D)">Synthesis of poly(alkyl cyanoacrylate)-based colloidal nanomedicines.</a> Wiley Interdiscip. Rev. Nanomed. Nanobiotechnol. 1, 111-127 (2009).</li>
<li>Kim, S., Evans, K., Biswas, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+BSA-poly%28ethyl+cyanoacrylate%29+nanoparticles+as+a+coating+material+that+improves+wetting+property%5BTitle%5D)+AND+%22Colloid+Surface.+B%22%5BJournal%5D)">Production of BSA-poly(ethyl cyanoacrylate) nanoparticles as a coating material that improves wetting property.</a> Colloid Surface. B. 107, 68-75 (2013).</li>
<li>Lander, L. M., Siewierski, L. M., Brittain, W. J., Vogler, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+systematic+comparison+of+contact+angle+methods%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">A systematic comparison of contact angle methods.</a> Langmuir. 9, 2237-2239 (1993).</li>
<li>Davies, J., Nunnerley, C. S., Brisley, A. C., Edwards, J. C., Finlayson, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+Dynamic+Contact+Angle+Profile+Analysis+in+Studying+the+Kinetics+of+Protein+Removal+from+Steel+Glass%2C+Polytetrafluoroethylene%2C+Polypropylene%2C+Ethylenepropylene+Rubber%2C+and+Silicone+Surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22+J.+Colloid+Interf.+Sci%22%5BJournal%5D)">Use of Dynamic Contact Angle Profile Analysis in Studying the Kinetics of Protein Removal from Steel Glass, Polytetrafluoroethylene, Polypropylene, Ethylenepropylene Rubber, and Silicone Surfaces.</a> J. Colloid Interf. Sci. 182, 437-443 (1996).</li>
<li>Giolando, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nano-crystals+of+titanium+dioxide+in+aluminum+oxide%3A+A+transparent+self-cleaning+coating+applicable+to+solar+energy%5BTitle%5D)+AND+%22Sol.+Energy%22%5BJournal%5D)">Nano-crystals of titanium dioxide in aluminum oxide: A transparent self-cleaning coating applicable to solar energy.</a> Sol. Energy. 97, 195-199 (2013).</li>
</ol>

אזכור שמות מסחריים או מוצרים מסחריים בפרסום זה נועד אך ורק למטרת מתן מידע ספציפי ואינו מרמז על המלצה או תמיכה של משרד החקלאות האמריקאי. USDA הוא ספק ומעסיק שוויון הזדמנויות.

ישנם מספר שלבים קריטיים בייצור תרחיף הננו-חלקיקים. אם הגליאדין המטוהר מכיל זיהומים, התגובה עם ECA תייצר תוצרי לוואי. למרות שניתן להסיר את המוצרים הלא רצויים הללו ממדיום התגובה בשלב הצנטריפוגה, זה מוריד את התפוקה של המוצר העיקרי. אם תמיסת הגליאדין שהוכנה במהלך שלב הניסוי 2.3) אינה מראה הפרדה ברורה בין סופרנטנט למשקעים לאחר יומיים, התמיסה צריכה לעמוד זמן רב יותר. השימוש ב-ECA טרי הוא חשוב ביותר מכיוון שחיי המדף של ECA מוגבלים. 
ה-ECA הפולימרי חלקית ב-ECA הישן מייצר ננו-חלקיקים בגודל גדול יותר שא...

מטרת מאמר זה היא להראות את הפרוטוקול להכנת תרחיף ננו-חלקיקים המשנה את תכונת ההרטבה של חומרים על ידי ריסוס פשוט. תרחיף הננו-חלקיקים המוצג עשוי מאלקיל ציאנואקרילט1 וחלבון דגנים, גליאדין2,3. בתהליך הייצור נוצרים אגרגטים חלבונים באתנול מימי4. תגובה עוקבת עם מונומר (אלקיל ציאנואקרילט) מייצרת את הננו-חלקיק המורכב מליבת חלבון המוקפת בשרשראות פולימר ליניאריות [פולי (אלקיל ציאנואקרילט)]5.
Poly(alkyl cyanoacrylate)s מתכלים ושימשו לייצור ננו-חלקיקים באמצעות פילמור תחליב6. תגובה זו יוזמת באופן ספונטני על ידי קבוצות ההידרוקסיל המופרדות ממים או על ידי קבוצות נוקלאופיליות אחרות בתווך התגובה7. במקרה של התגובה המוצגת במאמר זה, קבוצות האמין על פני אגרגטים של חלבון יוזמות את תגובת הפילמור של מונומרים אלקיל ציאנואקרילט5,8. כתוצאה מתגובה זו נוצרים ננו-חלקיקים במדיום התגובה. הליבה של הננו-חלקיק היא אגרגטים של חלבונים והשכבה החיצונית היא שרשראות פולי (אלקיל ציאנואקרילט) (PACA). לננו-חלקיק המוכן יש זיקה חזקה לרוב החומרים (ליתר דיוק, כל חומר ש-PACA יכול לספוג אליו) והוא נצמד על פני השטח שלהם ליצירת ציפוי דק בקנה מידה ננומטרי. ציפוי ריסוס פשוט הופך באופן מיידי את פני החומרים להידרופילים.
גליאדין הוא אחד השברים העיקריים של גלוטן, שנמצא באנדוספרמים של החיטה. גליאדינים הם בעיקר חלבונים מונומריים עם משקל מולקולרי בסביבות 28,000 - 55,000. קשרים לא קוולנטיים כגון קשרי מימן, קשרים יוניים וקשרים הידרופוביים אחראים לצבירת גליאדינים2. אף על פי שגליאדין נבחר כמגיב במאמר זה, חלבונים רבים אחרים יכולים לשמש גם לאותה מטרה. עם זאת, יש לשנות את מצב התגובה בהתאם מכיוון שהתנאי לגרימת צבירה תלוי בסוג החלבון שיש להשתמש בו8. בהשוואה לחלבונים אחרים, גליאדין זמין יותר, הטיהור פשוט ועלות הייצור נמוכה. למרות שאתיל ציאנואקרילט (ECA) נבחר כמונומר לתגובה המוצגת, ניתן להשתמש גם באלקיל ציאנואקרילטים אחרים לאותה תגובה. הסיבה לבחירת ECA היא שהיא זמינה בעלות נמוכה.

<table><tbody><tr><td>מונומר אתיל ציאנואקרילט (ECA)</td><td>K& R International (לגונה ניגואל, קליפורניה)</td><td>I-1605</td><td>ניתן להשתמש בכל ECA טהור.</td></tr><tr><td>Gliadin</td><td>MGP Ingredients, Inc (Atchison, KS)</td><td>ניתן לרכוש מתנה מחברת</td><td>Gliadin מ-Sigma-Aldrich (cat #: G3375-25G). במקום גליאדין, כל פרסומת&nbsp; ניתן להשתמש בגלוטן.</td></tr><tr><td>HCl</td><td>ניתן</td> להשתמש בכל <td></td><td>כימיקל בדרגת ריאגנט.</td></tr><tr><td>אצטון</td><td>כל</td><td></td> ניתן <td>להשתמש בכל כימיקל בדרגת ריאגנט.</td></tr><tr><td>מתנול</td><td>ניתן</td> להשתמש בכל <td></td><td>כימיקל בדרגת ריאגנט.</td></tr><tr><td>אתנול (100%)</td> <td>ניתן להשתמש בכל</td><td></td><td>כימיקל בדרגת ריאגנט.</td></tr><tr><td>ניתן</td> להשתמש <td>בכל</td><td></td><td>נייר סינון בכל דרגה גדולה מ-10 ס"מ.</td></tr><tr>ניתן להשתמש בכל צלחת <td>מרובעת של תרבית תאים</td><td>בכל</td><td></td><td>מנה הגדולה מ- 20X20 ס"מ.</td></tr><tr><td>מטחנת קפה</td><td>כל</td><td></td> ניתן <td>להשתמש בכל מטחנת קפה.</td></tr><tr><td>מאייד סיבובי</td><td>כל ניתן</td><td></td><td>להשתמש בכל מאייד סיבובי.</td></tr><tr><td>מייבש הקפאה</td><td>כל</td><td></td><td>מייבש הקפאה שיכול להגיע ל-70 מעלות; ניתן להשתמש ב-C.</td></tr><tr>ניתן להשתמש <td>בכל</td><td></td><td>צנטריפוגה שיכולה להחיל 1,000 x גרם.</td><td></td></tr><tr><td>מערבל מגנטי</td><td>ניתן להשתמש בכל מערבל מגנטי שיכול להפוך את מוט הסיבוב ל-1,000 סל"ד.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ניתן להשתמש בפיזור אור דינמי (DLS)</td>ניתן להשתמש <td>ב-Brookhaven Instruments Corporation</td><td>NanoBrook Omni Zeta Potential Analyzer</td><td>DLS מכל חברה.</td></tr><tr><td>מיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM)</td><td>קארל זייס בע"מ</td><td></td><td>ניתן להשתמש בכל SEM.</td></tr><tr><td>זווית מגע דינמית (DCA)</td>מכשירי <td></td><td>תרמו קאהן</td><td>ניתן להשתמש בכל DCA.</td></tr></tbody></table>

פרוטוקול עבור ההפקה של חלקיקי גליאדין-cyanoacrylate לציפוי הידרופיליות

A Protocol for the Production of Gliadin-cyanoacrylate Nanoparticles for Hydrophilic Coating

מאמר זה מציג פרוטוקול לייצור חלקיקים מבוססי חלבון שמשנה את פני השטח הידרופובי הידרופילי ידי ציפוי ספריי פשוט. חלקיקים אלה מיוצרים על ידי התגובה פילמור של cyanoacrylate אלקיל על פני השטח של מולקולות חלבון דגנים (גליאדין). cyanoacrylate אלקיל הוא מונומר כי polymerizes מיידי ב RT כאשר הוא מוחל על פני השטח של חומרים. התגובה פילמור שלה היא ביוזמת כמויות זעירות של מינים בסיסיים או nucleophilic חלושות על פני השטח, כולל לחות. לאחר polymerized, את cyanoacrylates אלקיל polymerized להראות זיקה חזקה עם חומרי האובייקט בגלל שקבוצות ניטריל נמצאות עמוד השדרה של פולי (cyanoacrylate אלקיל). חלבונים גם לעבוד בתור יוזם פילמור זה משום שהם מכילים קבוצות אמינות שיכול ליזום פילמור של cyanoacrylate. אם חלבון מצטברים משמש כיזמית, במצטבר חלבון מוקף הידרופוביפולי (cyanoacrylate אלקיל) שרשראות לאחר התגובה פילמור של cyanoacrylate אלקיל. על ידי שליטה על תנאי הניסוי, חלקיקים בטווח ננומטר מיוצרים. החלקיקים היוצר בקלות לספוג אל פני השטח של רוב החומרים כוללים זכוכית, מתכת, פלסטיק, עץ, עור, בדים. כאשר פני השטח של חומר הוא רסס עם השעית nanoparticle פיק שטפו עם מים, מבנה micellar של ננו-חלקיקים משנת קונפורמציה שלה, ואת החלבונים הידרופילי נחשפים לאוויר. כתוצאה מכך, השטח מצופה ננו-החלקיקים משתנה הידרופילי.

חלקיקים יכולים להיות ערוכים תנאי תגובה שונים. צורות גליאדין המצרפי מגוון רחב של אתנול תוכן 5. עם זאת, הגודל של אגרגטים צריך להיות קטן ככל האפשר, כי שכבה נוספת (כלומר., Polymerized ECA) תתווסף מצרף זה ותהליך זה יהפוך את הגודל הסופי גדול. אם הגודל של החלקיקים הסופי הוא גדול מדי, החלקיק יהיה בלתי יציב שישקע בקלות. לכן, 68% אתנול מימי נבחר כמדיום תגובה 4. גודלו של הננו-חלקיק המיוצר היא בסדר גודל של כמה מאות ננומטרים. המנג...

מאמר זה מציג פרוטוקול לייצור ננו-חלקיקים מבוססי חלבון המשנה את פני השטח ההידרופוביים להידרופילים. הננו-חלקיק המיוצר הוא מכלול של קופולימרים דיבלוק גליאדין-ציאנואקרילט. ציפוי ריסוס עם הננו-חלקיק המיוצר משנה את פני השטח של חומר המטרה למשטח הידרופילי.

This article presents a protocol for the production of protein-based nanoparticles that changes the hydrophobic surface to hydrophilic by a simple spray ...

המטרה הכללית של הדגמה זו היא להציג פרוטוקול לייצור ננו-חלקיקים מבוססי חלבון שהופכים משטחים הידרופוביים להידרופיליים. הדגמה זו מראה כיצד מיוצרים ננו-חלקיקים מבוססי חלבון לציפוי הידרופילי, ועד כמה הם יעילים על פני השטח של חומרי היעד. היתרון המרכזי של טכניקה זו הוא שהציפוי מתבצע בפחות מדקה.ההדגמה תבוצע על ידי הטכנאי שלי, Jason Adkins, שעובד במעבדת ה-USDA ב-16 השנים האחרונות. כדי להתחיל בהליך זה, מדדו 150 milliliters של acetone באמצעות משורה והעבירו אותם לבקבוק Erlenmeyer בנפח 250 milliliters. תוך כדי ערבוב, הוסיפו 30 grams של אבקת gliadin מסחרית לבקבוק המכיל את ה-acetone.אטמו את פיית הבקרה בנייר אלומיניום והמשיכו לערבב את התמיסה בטמפרטורת החדר למשך לילה. למחרת, סננו את התמיסה דרך נייר סינון. לאחר מכן, שטפו את השארית שנותרה במסנן בכ-50 milliliters של אצטון טרי.לאחר הסינון, העבירו את השארית (retentate) ואת נייר המסנן לכלי תרבית תאים מרובע. כסו את הכלי בחתיכת נייר מסנן גדולה כדי להאט את התאיידות האצטון שנותר. לאחר ייבוש הגליאדין מנוקי השומן למשך לילה, העבירו אותו למכל אטום ואחסנו על דלפק המעבדה.כעת, מדדו 150 milliliters של מים דה-יוניזציה באמצעות משורה והעבירו אותם לבקבוק ארלנמייר בנפח 1,000 milliliters. מדדו 350 milliliters של אתנול מוחלט באמצעות משורה והוסיפו אותם לבקבוק המכיל את מים דה-יוניזציה. ערבבו את התמיסה בעוצמה עד שלא ייראו עוד בועות אוויר.בשלב הבא, הוסיפו 20 גרם של אבקת gliadin מנוקית לשומן לתמיסה תחת ערבוב. לאחר ערבוב למשך לילה, העבירו את כל התמיסה למשחור (cylinder) של 1,000 מיליליטר והניחו לה לעמוד במשך יומיים. לאחר מכן, העבירו את הנוזל העליון (supernatant) לבקבוק עם תחתית עגולה באמצעות צינור גמיש, והסירו כמה שיותר אתנונל מהנוזל העליון באמצעות אידוי סיבובי (rotary evaporation).בשלב זה, הקפיאו את התמיסה המכילה את אגרגטי הגליאדין על ידי טבילת הבקבוק בתערובת של מתנול וקרח יבש. לאחר מכן, בצעו לי Freeze-drying בטמפרטורה של 70- מעלות צלזיוס תחת ואקום. רסקו את הגליאדין המקפיא-מיובש באמצעות מכתש ועלי, וטחנו אותו במטחנת קפה כדי לקבל אבקה דקה.לאחר מכן, העבירו את האבקה למכל אטום ואחסנו אותה בטמפרטורת החדר. עבור תגובת הפולימריזציה, הוסיפו 3.2 grams של מים מזוקקים ו-6.8 grams של אתנול מוחלט לבקבוק סינצילציה (scintillation vial) שנשקל כשהוא ריק. ערבבו את התמיסה בעוצמה עד שלא ייראו יותר בועות אוויר.בשלב הבא, הוסף 40 µL של חומצה הידרוכלורית נורמלית 4 למבחנה תוך כדי ערבוב. הוסף 20 mg של אבקת גליאדין מטוהרת והמשך לערבב עד להמסה מלאה של האבקה. לאחר וידוא שהתמיסה הומוגנית, הוסף באיטיות 80 עד 100 µL של מונומר אתיל-ציאנואקרילט תוך כדי ערבוב.הפחית את מהירות הערבוב ל-500rpm והמשך לערבב את התמיסה למשך שעה אחת. כאשר התגובה מסתיימת, העבר את התמיסה לשפופרת צנטריפוגה ואזן את משקל השפופרת. סובב את הדגימה בצנטריפוגה ב-10,000 ×g למשך 20 דקות.לאחר סבב הצנטריפוגה, העבירו באמצעות פיפטה את תרחיף הננו-חלקיקים שהופק למבחורת סינתיליציה (scintillation vial) ואחסנו אותו בטמפרטורת החדר. כדי לאפיין את המוצר, הכינו תמיסה של אתנול מימי בריכוז של 68% משקל במבחורת סינתיליציה של 20 מיליליטר. ערבבו את התמיסה עד שלא ייראו יותר בועות אוויר.בשלב הבא, הוסף לתמיסה תוך כדי ערבוב 40 µL של חומצה כלורית רגילה בריכוז של 4 ו-50 µL של תגלי התננו-חלקיקים. כעת, מדוד את גודל הננו-חלקיקים באמצעות פיזור אור דינמי (dynamic light scattering) בהתאם להוראות היצרן. בנקודה זו, שטוף את פניו של לוח זכוכית, כגון מראת יד, עם מי סבון.רססו את תמיס הננו-חלקיקים על חלק מהלוח הזכוכית ושטפו מיד את הפני השטח במים. לאחר מכן, רססו מים על כל פני השטח של לוח הזכוכית. התבוננו בהבדל בין המשטחים המצופים למשטחים שאינם מצופים.ככל שתוכן האתנול בתמיחת הננו-חלקיקים פוחת, פני השטח של כל ננו-חלקיק נטענים במידה רבה, וההידרופיליות של פני החלקיק עולה באופן משמעותי. תמונת ה-SEM של הננו-חלקיקים שנספגו מראה כי הננו-חלקיקים מפוזרים היטב על פני לוח זכוכית, וכי קיימים רווחים מספיקים בין החלקיקים המאפשרים לאור לעבור. פיזור מרחבי זה של החלקיקים וגודל החלקיקים הקטן מסבירים מדוע השקיפות של לוח הזכוכית אינה מושפעת מהציפוי.זוויות המגע של זכוכית ופוליסטירן לפני ואחרי ציפוי בננו-חלקיקים מראות כי המתח הפשטי יורד באופן משמעותי לאחר הציפוי. ניתן להמחיש את השפעת הציפוי בקלות על ידי השוואת אפקט הספיגה לפני ואחרי ציפוי בננו-חלקיקים של פוליקרבונט. החצי הימני, שצופה בננו-חלקיקים, יוצר שכבת מים דקה, בעוד שהחצי השמאלי שאינו מצופה יוצר טיפות מים, מה שמעיד על כך שהמים אינם סופגים במשטח.כאשר זכוכית רכב מצופה בחלקיקים ננומטריים וזכוכית לא מצופה טופלו במים, נושם שכבת מים דקה על הזכוכית המצופה, בעוד שטיפות מים כיסו את הזכוכית הבלתי מצופה, דבר המוכיח כי הזכוכית המצופה מציעה נראות טובה יותר. לאחר צפייה בסרטון זה, תהיו בעלי הבנה טובה לגבי אופן הכנתם של חלקיקים ננומטריים מבוססי חלבון וכיצד הם משמשים לשינוי תכונות הרטיבות של חומרים.

a-protocol-for-production-gliadin-cyanoacrylate-nanoparticles-for

Research

JoVE Journal

Chemistry

כימיה

מאמר זה מתאר שיטה nanoprecipitation לסנתז פולימר מבוסס חלקיקים באמצעות diblock שיתוף פולימרים. אנו נדון את הסינתזה של diblock שיתוף פולימרים, הטכניקה nanoprecipitation, יישומים פוטנציאליים.

גיבוש חלקיקים פולימריים Diblock באמצעות טכניקה Nanoprecipitation

במאמר זה, שיטת תפוקה גבוהה מוצג לסינתזה של אוליגוסכרידים ו חיבורן אל פני השטח של חלקיקים polyanhydride לשימוש נוסף מיקוד קולטנים ספציפיים על תאים מציגי אנטיגן.

תפוקה גבוהה סינתזה של פחמימות functionalization של חלקיקים Polyanhydride

אנו מציגים הידרוג'ל חדש polyacrylamide, נקרא הידרוקסי-PAAm, המאפשר ישיר מחייב של חלבוני ECM עם עלות או מומחיות מינימאלית. שילוב של הידרוקסי-PAAm הידרוג עם הדפסת microcontact מאפשרת שליטה עצמאית של רמזים רבים של microenvironment התא הטבעי ללימוד mechanostransduction הסלולרי.

הכנת הידרוקסי-PAAm הידרוג לצימוד האפקטים של רמזי mechanotransduction

פיגום הנדסת רקמות בזריקות מורכב פולי (N-isopropylacrylamide) סולפט -graft-כונדרואיטין (PNIPAAm-ז-CS) microparticles אלגינט המכילים הוכן. כוחו הדבק, נפיחות נכסים ב biocompatibility במבחנה מנותח במחקר זה. טכניקות האפיון שפותחו כאן עשויות לחול על מערכות thermogelling אחרות.

סינתזה של Thermogelling midi (N-isopropylacrylamide) מרוכבים -graft-כונדרואיטין סולפט עם אלגינט microparticles עבור הנדסת רקמות

אנו מציגים פרוטוקול לסינתזה של הידרוג'לים מתפקדים RGD כמכשירים להעברת תאים ותרופות. ההליך כולל תוספת ציקלו-אזיד אלקין-אזיד מזורזת נחושת (CuAAC) בין חומצה פוליאקרילית ששונה באלקין (PAA) ונגזרת RGD-אזיד. ההידרוג'לים נוצרים באמצעות עיבוי בסיוע מיקרוגל ונחקרים תכונותיהם הפיזיקוכימיות.

הסינתזה של RGD פונקציונלית הידרוג ככלי יישומים טיפוליים

פלאש NanoPrecipitation (FNP) היא גישה מדרגי לייצר חלקיקים ליבה-קליפה פולימריים. המעבדה-סולם פורמולציות עבור העטיפה של הרפוי הידרופובי או הידרופילית מתוארים.

פלאש NanoPrecipitation בשביל העטיפה של תרכובות הידרופוביות, הידרופילית חלקיקים פולימרים

פרוטוקול זה מתאר את הסינתזה והניסוח של ביו-חומרים הידרוג'ל הידרוג'ל להזרקה, סופראמולקולריים (PNP). יישומים של חומרים אלה לאספקת תרופות, ייצוב ביופארמה, אנקפסולציה של תאים ואספקה מודגמים.

הידרוג'ל פולימר-ננו-חלקיקי להזרקה עבור יישומי אספקת תאים ותרופות

ננו-ג'לים הם פלטפורמת ננו-חלקיקים מצוינת ורב-תכליתית לאספקת תרופות ביולוגיות. ננו-ג'לים פולימריים מבוססי פולי(אתילן) המגיבים לגירויים, המסוגלים לעטוף מטענים מבוססי חלבון, סונתזו באמצעות אסטרטגיית קו-פילמור צולבת בת שלב אחד בתנאים מימיים. הייצור והאפיון האופטימליים של ננו-חלקיקים חדשניים אלה מוצגים כאן.

סינתזה של ננו-ג'לים המגיבים לגירויים באמצעות קרוסלינקינג מימי חד-שלבי וקו-ננופילמריזציה

מזעור השונות בשבר החלקיקים בתוך פיגומים גרעיניים מקל על ניסויים הניתנים לשחזור. עבודה זו מתארת שיטות ליצירת פיגומים גרעיניים עם שברי חלקיקים מבוקרים עבור יישומים של הנדסת רקמות במבחנה .

שליטה בשבר חלקיקים בפיגומי חלקיקים מחושלים מיקרו-נקבוביים עבור תרבית תאים תלת-ממדית

הפרוטוקול המוצג כאן מראה סינתזה של ג'לטין הידרוג'ל דביק חזק o-nitrosobenzaldehyde (ג'לטין-NB). לג'לטין-NB יכולת היצמדות מהירה ויעילה של רקמות, שיכולה להוות מחסום פיזי חזק להגנה על משטחי פצעים, ולכן הוא צפוי להיות מיושם בתחום הביוטכנולוגיה לתיקון פציעות.

סינתזה של הידרוג'ל דבק חזק, ג'לטין O-Nitrosobenzaldehyde

מאמר זה מתאר פרוטוקולים לייצור מיקרו-ג'ל ג'לטין מתקרילויל בתפוקה גבוהה באמצעות התקנים מיקרופלואידים, המרת מיקרו-ג'לים לאבקה מתרחפת (מיקרו-אירוג'לים), הרכבה כימית של מיקרו-ג'לים ליצירת פיגומי הידרוג'ל גרגיריים, ופיתוח ביו-דיו הידרוג'ל גרגירי עם מיקרו-נקבוביות משומרת להדפסה ביולוגית תלת-ממדית.

פיגומי הידרוג'ל גרגיריים מג'לטין מתקרילויל: ייצור מיקרוג'ל בתפוקה גבוהה, ליופיליזציה, הרכבה כימית והדפסה ביולוגית תלת-ממדית

למד פרוטוקול לייצור ננו-חלקיקים מבוססי חלבון מגליאדין וציאנואקרילט לציפוי הידרופילי. השיטה מאפשרת המרת משטחים הידרופוביים להידרופיליים בפחות מדקה, עם יישומים בננוטכנולוגיה וביומaterials.

פרוטוקול עבור ההפקה של חלקיקי גליאדין-cyanoacrylate לציפוי הידרופיליות

גלה סרטונים נוספים