Name: הרכבה ואפיון של מטלות מורכבות פוליאלקטרוליט (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-03-02T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 44 s
Description: למד הרכבה ואפיון של מיצלות מורכבות פוליאלקטרוליט באמצעות טכניקת מלח-הרפיה. שיטה זו מאפשרת יצירת ננו-חלקיקים עם פיזור נמוך בגודל ובצורה לשימוש ברפואה ננומטרית.

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

אנו מודים פיל גריפין ו Tera Lavoie של מתקן האפיון של החומר הרך ומתקן המיקרוסקופיה אלקטרון מתקדם, בהתאמה, באוניברסיטת שיקגו. כמו כן, אנו מודים לאוקובאינג זואו ולסואנקה סייפרט של מקור הפוטון המתקדם במרכז המעבדה הלאומית של ארגוננה ומרכז נשים לעיצוב חומרים הירארכיים (CHiMaD) לקבלת תמיכה. אנו מודים לג טינג ולמייקל. לואקלי על תרומתם לעבודה זו

. למחברים אין מה לגלות

כפי שהוזכר לעיל, הפרוטוקולים המוצגים כאן נכתבים עם דגש על פורוזימטר כמו מרכיב polyanion ו plys-יתד כמו בלוק נייטרלי מחוסמת, אבל בדקנו אותם עם מגוון רחב של פולימרים, כגון פולי (חומצה אקרילית), polyגלוטמט, ו יתד-פולי (vinylבנזיל trimethממוניום), ולהאמין שהם יהיו ישימים בדרך כלל עבור רוב הצמדים הפוליפונים. פרמטר אחד שעשוי להיות ממוטב הוא ריכוז המלח המשמש לריפוי, מכיוון שהוא צריך להיות גבוה מספיק כדי PCMs לא ליצור בתחילת האנאל. ניתן לבדוק זאת באמצעות DLS, או בהשוואה להתבוננות בהפרדת הפאזה עם הפוליאלקטרוליטים בלבד (ללא בלוק נ...

<table><tbody><tr><td>נייר סינון מעגלי 70 מ"מ</td><td>Whatman</td><td>1001-070</td><td>נייר סינון לפתילה במהלך הכנת הרשת</td></tr><tr><td>סרט פחמן רשת TEM מדעי</td><td>מיקרוסקופיה אלקטרונית</td><td>CF200-Cu</td><td>רשת TEM</td></tr><tr><td>DAWN</td><td>Wyatt Technology</td><td>DAWN</td><td>מכשיר MALS</td></tr><tr><td>DNA אוליגונוקלאוטיד</td><td>משולב DNA ננוטכנולוגיות בע"</td><td></td>מ <td>מותאם אישית אוליגונוקלאוטיד</td></tr><tr><td>תחרה פחמן רשת TEM</td><td>מדעי מיקרוסקופיה אלקטרונית</td><td>LC200-Cu</td><td>רשת TEM</td></tr><tr><td>מתוקסי-פולי (אתילן גליקול)-בלוק-פולי (ל-ליזין הידרוכלוריד) PEG5k - PLKC50</td><td>אלמנדה פולימרים בע"מ</td><td>mPEG5K-b-PLKC50</td><td>דוגמה בלוק קופולימר</td></tr><tr><td>Milli-Q</td><td>Millipore Sigma</td><td></td><td>מים טהורים</td></tr><tr><td>במיוחד NanoDrop</td><td>Thermo Scientific</td><td></td><td>למדידת ריכוז</td></tr> <tr>חומצות גרעין<td>פינצטה בפעולה שלילית</td><td>Dumont</td><td>N7</td><td>פינצטה להכנת רשת</td></tr><tr><td>Parafilm "M"</td><td>Bemis Company Inc</td><td>PM996</td><td>סרט מעבדה</td></tr><tr><td>Quantifoil Holey Carbon TEM grid</td><td>Electronicn Microscopy Sciences</td><td>Q210CR1.3</td><td>TEM</td></tr><tr><td>grid מחקר גוניומטר ומערכת פיזור אור לייזר</td><td>Brookhaven Instruments</td><td>BI-200SM</td><td>DLS/MALS מכשיר</td></tr><tr><td>Slide-A-Lyzer G2 2K 0.5 מ"ל</td><td>תרמו מדעי פירס חלבון ביולוגיה</td><td>87723</td><td>מחסנית דיאליזה</td></tr><tr><td>קובטה בנפח קטן</td><td>Brookhaven Instruments</td><td>BI-SVC</td><td>Cuvette עבור DLS/MALS</td></tr><tr><td>Solarus 950 מערכת פלזמה מתקדמת</td><td>Gatan</td><td>Solarus 950</td><td>מערכת פלזמה עבור רשתות TEM</td></tr><tr><td>Talos</td><td>TEM FEI</td><td>Talos</td><td>TEM המשמשת לדגימות קריו</td></tr><tr><td>Tecnai Spirit TEM</td><td>FEI</td><td>Spirit</td><td>TEM משמש לדגימות יבשות</td></tr><tr><td>Uranyl Formate</td><td>SPI-Chem</td><td>16984-59-1</td><td>לדגימות צביעה שליליות עבור TEM</td></tr><tr><td>Vitrobot</td><td>FEI</td><td>Vitrobot</td><td>ויטריפיקציה רובוט להכנת רשת קריו</td></tr></tbody></table>

הרכבה ואפיון של מטלות מורכבות פוליאלקטרוליט

Assembly and Characterization of Polyelectrolyte Complex Micelles

מיקרואלקטרוליטים מורכבים (PCMs), ליבה פגז חלקיקים נוצר על ידי הרכבה עצמית של פולימרים טעונים בתמיסה מימית, לספק פלטפורמה רבת עוצמה לחקור את הפיסיקה של אינטראקציות פוליאלקטרוליט וגם להציע פתרון מבטיח הבעיה הדחופה של העברת הטיפול הרפואי בvivo. פיתוח מבנה חזוי-קשרי גומלין עבור PCMs הוכיחה קשה, בין השאר בשל נוכחותם של מלכודות קינטי חזקים במהלך ננו-חלקיק self-הרכבה. מאמר זה דן בקריטריונים לבחירת פולימרים עבור בניית PCM ומספק פרוטוקולים המבוססים על ריפוי מלחים המאפשרים הרכבה של חלקיקים מתאפשרים לשחזור, בעלי מבנה מצומצם. אנו דנים גם באפיון PCM באמצעות פיזור אור, פיזור של קרני רנטגן קטנים ומיקרוסקופ אלקטרוני.

על מנת להמחיש את שיטות האפיון המתוארות לעיל, אנו מראים תוצאות טיפוסיות עבור pcms התאספו מ פורוזימטר ולחסום סופולימרים באורכים שונים וchemistries (איור 1). איור 2 מספק דוגמה לגודל הליבה PCM (כפי שנקבע מ-סאקאס ו-TEM, איור 4 ואיור 5) מגוון עם אורך בלוק טעון. איור 3 מציג נתונים DLS ותוצאות התאמה עבור pcms כדורית נוצר מן בלוק ארוך יחסית מסופולימרים וללא מחסור ביחיד. <strong clas...

אנו מספקים פרוטוקולים ונתונים מייצגים עבור עיצוב, הרכבה, ואפיון מיקרו מורכבות מורכבים, חלקיקים ליבה פגז שנוצרו על ידי פוליאלקטרוליטים וטעונה הידרופילי מחויב לחסום הסופולימרים.

Polyelectrolyte complex micelles (PCMs), core-shell nanoparticles formed by self-assembly of charged polymers in aqueous solution, provide a powerful ...

שיטה זו מתארת את הנתיב המלא של העיצוב, ההרכבה והאפיון של מיקלים מורכבים פוליאלקטריטיים שהם חלקיקים שנוצרו מהרכבה עצמית של פולימרים טעונים הפוך. כמה אתגרים עיקריים עם הרכבה עצמית polyelectrolyte הם הימנעות מלכודות קינטיות ואפיון חלקיקים. טכניקת חישול המלח שאנו מתארים מאפשרת הרכבה חוזרת של micelles עם פיזור נמוך הן בגודל והן בצורה ואנחנו מתארים שיטות אפיון כולל פיזור אור, פיזור רנטגן בזווית קטנה, מיקרוסקופ אלקטרונים.אספקת חומצות גרעין טיפוליות היא אתגר ארוך שנים עבור ננו-רפואי. מיצלים מורכבים פוליאלקטרוליט אלה מנצלים את המטען השלילי החזק של חומצת הגרעין כדי לרווח אותם בליבת המקל שבו קורונה פולימרית ניטרלית מגנה עליהם מפני גרעינים ותגובה חיסונית. שיטת ההרכבה צריכה להיות ישימה לכל סוג של פולימרים טעונים.בדקנו אותם עם כמה פוליאנים ופוליאקציות ושיטת האפיון צריכה להיות ישימה לכל חלקיקים בהרכבה עצמית כולל חלקיקים פעילי שטח ומערכות אחרות מונחות הידרופוביות. התחל על ידי דגירה פתרון oligonucleotide ב 70 מעלות צלזיוס במשך חמש דקות. לאחר הדגירה, לקרר אותו במשך 15 דקות בטמפרטורת החדר כדי anneal תרמית את חומצות הגרעין, ולאחר מכן להוסיף 40 microliters של 20 מילימולאר טעון ריכוז diblock copolymer.Vortex הפתרון באופן מיידי להדרגר אותו במשך חמש דקות בטמפרטורת החדר. כדי לבצע את המלח anneal, להוסיף פתרון נתרן כלורי תספורת oligonucleotide לריכוז סופי של טוחנת אחת ומערבולת זה במשך 10 שניות במהירות המרבית. הדגירה את התערובת במשך 10 דקות בטמפרטורת החדר, ולאחר מכן להמשיך עם טעינת אותו לתוך מחסנית דיאליזה.לפני הטעינה, מחסניות תווית עם סמן קבוע להשרות אותם במאגר לפחות שתי דקות כדי לחות את הממברנות. הסר את המכסה על ידי פיתול נגד כיוון השעון וטען את הדגימה באמצעות קצה צינור טעינת ג'ל. לסחוט בעדינות את הממברנה כדי להסיר אוויר עודף ולהחליף את המכסה.שים את המחסניות לתוך 1X PBS 0.5 דיאליזה נתרן כלורי טוחנת לוודא שהם צפים עם שני הממברנות חשופים לאמבטיה. לאחר 24 שעות, מעבירים את המחסניות ל-PBS 1X ומשרים אותן למשך 24 שעות נוספות. לאחר הדיאליזה הסופית, לשחזר את הדגימה על ידי הסרת המחסניות מהאמבטיה, הסרת המכסה והסרת המדגם עם קצה פיפטה טעינת ג'ל.מניחים את הדגימה לתוך צינור מיקרוצנטריפוגה נקי 1.5 מיליליטר ומקררים אותו עד מוכן לשימוש. הכן את המדגם בכלי DLS בהתאם לכיווני כתב היד, ולאחר מכן רכוש נתונים למשך דקה אחת לפחות כדי לוודא שקצב הספירה קבוע לאורך כל זמן הרכישה. בדוק את נתוני התיקון האוטומטי.בסיס הזמן הארוך צריך להיות שטוח ועקומות התיקון האוטומטי צריכות להיות חלקות עם פיזור מינימלי. ניתן לשפר את הרעש בנתונים על-ידי השגת נתונים נוספים. כדי לבצע הפחתת נתונים וניתוח באמצעות אירנה, התחל על-ידי ייבוא מיקלה בערכות נתונים ברקע.התווה את הדוגמה והרקע יחד בסולם יומן רישום ושכפל את המדגם ליחס רקע ואמת את האסימפטוטה הגבוהה של Q. מחשב את היחס הממוצע בטווח Q זה ולהשתמש במאקרו טיפול בנתונים כדי לשנות את קנה המידה של הרקע עם היחס המחושב. לאחר מכן התווה את האות המחסיר ברקע על Q ושמור את הנתונים בשם חדש כדי לוודא שלא להחליף את הנתונים המקוריים.פתח את מאקרו מידול ולאחר מכן טען והתוות את הנתונים המופחתים ברקע. כדי למצוא מודל משוער עבור המשטח החיצוני של micelle מורכב polyelectrolyte, או PCM, בחר זרימה לטווח Q מתון בפקדי הנתונים הקפדה לכלול תנודות אם הם קיימים. בפקדי מודל, בחר את האוכלוסיה המתפזרת הראשונה וודא שהיא היחידה בשימוש.בחר התפלגות גודל עבור מודל, בחר את סוג ההפצה הרצוי ובחר את מ פקטור הטופס. דוגמה זו היא עבור גליל גמיש אשר יש להוסיף באופן ידני תחת גורם הטופס של המשתמש. הורד והוסף את גורם הצורה הגמיש של הצילינדר, ולאחר מכן הזן את שמות הפונקציות והערכים ההתחלתיים עבור פרמטרים 1 ו- 2 התואמים לאורך הצילינדר ואורך קון בהתאמה.צילינדרים אלה ארוכים יותר ממה שניתן לפתור על ידי SAXS כך הפרמטר אורך הצילינדר קבוע בערך גדול. הגדר פרמטרים התחלתיים עבור החיפוש על-ידי הזנת ערכים בשדות קנה המידה, הגודל הממוצע והרוחב. לאחר מכן לחץ על חשב מודל כדי לצייר את גורם הצורה שנוצר.לאחר שנמצאו פרמטרים סבירים, לחץ על התאם מודל כדי לבצע ריבועים פחות ליניאריים המתאימים לנתונים. לאחר מכן, דגם את פיזור הפולימרים הבודדים בליבת PCM. התאם את פקדי הנתונים כדי לבחור את טווח ה- Q שבו מתרחש פיזור עודף שהוא בדרך כלל בטווח בינוני עד גבוה.הוסף אוכלוסייה פיזור שנייה וודא שהוא היחיד בשימוש. בחר רמה מאוחדת עבור המודל, התאם את גורמי GDA G ו- RG כדי להבטיח שהמודל לא ינבז פיזור מוגזם ב- Q נמוך וישתמש במאקרו PB מתאים בין סמנים כדי לקבל ניחוש ראשוני עבור פרמטרים אלה. באשר למדרגת הטופס, בצע התאמה לא ליניארית עבור מודל הרמה המאוחדת.אם קיים שיא דיפוזיה, הוסף דגם שלישי עבור שיא ההיפזרות בטווח הריבית Q. לאחר שהושגו ערכי התאמה משוערים עבור אוכלוסיות פיזור בודדות, הפעל את כל השלושה יחד וייעל את הערכה המשולבת. לבסוף, ודא שכל ערך נשאר סביר פיזית ושמור את החנות בתיקיה.התוצאה של הליך זה צריכה להיות מודל מורכב המתאר את זווית רנטגן קטנה פיזור נתונים היטב על פני מגוון גדול של סולמות גודל. פרוטוקול זה שימש לתכנן, להרכיב, ולאפיין חומצת גרעין polyelectrolyte מורכב micelles או PCMs. גודל הליבה Micelle מונע בעיקר על ידי אורך הבלוק טעון של קופולימר בלוק והוא עצמאי במידה רבה של אורך homopolymer.נתוני פיזור אור דינמי נרכשו עבור PCMs כדוריים שנוצרו מ copolymers בלוק ארוך יחסית ב אוליגונוקלאוטידים חד-תקע קצר. פונקציית התיקון האוטומטי נרקבה לערך שטוח כאשר סרגל הזמן הבודד גרם לשיא הגודל הבודד בהתפלגות גודל repIS. פיזור רנטגן מלאך קטן מורכב או ספקטרום עוצמת SAXS יכול להיות מתאים במדויק על ידי שילוב מודלים עבור מתאמים מרחביים מרובים הקיימים פיזור אור multiangle יכול לשמש כדי להרחיב את מדידות פיזור קשקשים באורך ארוך יותר.PCMs של מורפולוגיה משתנה ניתן גם לדמיין עם מיקרוסקופ אלקטרונים כדי לוודא כי רדיוי הליבה והצורה עולים בקנה אחד עם הערכים המתקבלים התאמת נתוני SAXS. בעת התאמת נתוני SAXS, חשוב לקחת בחשבון כל תכונת פיזור ולהשתמש בשיטות משלימות כמו TEM כדי לוודא שאתה משתמש במגורם הצורה הנכון.

assembly-and-characterization-of-polyelectrolyte-complex-micelles

Research

JoVE Journal

Chemistry

כימיה

אנו מדווחים על פרוטוקולים ל"פילמור" סוגים שונים של ננו-חלקיקי מתכת עטופים בפולימר לשרשראות ארוכות של "הומו-" ו"קו-פולימרים".

באמצעות Polystyrene-<em&gt; בלוק</em&gt; -poly (חומצה אקרילית) -coated מתכת חלקיקים כמו מונומרים להומו- ושיתוף פילמור

מטרת פרוטוקול זה היא לתאר את ההכנה והאפיון של תרופות כלואות פיזית ומסיסות במים במערכות אספקת תרופות מיסלריות המורכבות מקופולימרים בלוק אמפיפילי.

הכנה ואפיון של פרט ורב-סמים נטענים בפח פיזי Micelles פולימרית

מאמר זה מתאר תהליך לייצור ננו-חלקיקים פולימריים בהרכבה עצמית באמצעות פילמור פיזור בתיווך אור נראה. שימוש באור נראה באנרגיה נמוכה לשליטה בפילמור מאפשר היווצרות ניתנת לשחזור של מיצלות דמויות תולעת בהרכבה עצמית בתכולת מוצקים גבוהה.

סינתזה קלילה של Micelles תולעת דמוית ידי גלוי אור מתווכת פילמור נפיצה שימוש Photoredox Catalyst

השלבים העיקריים של החיים פילמור anionic של אתר פניל glycidyl (PheGE) על גליקול methoxy-פוליאתילן (-PPheGE ב mPEG-) מתוארים. מיצלות קופולימר לחסום שתעוררנה (BCMs) היו עמוסות דוקסורוביצין 14% (% wt) ו לשחרור מושהה של תרופה מעל 4 ימים בתנאים רלוונטיים מבחינה פיזיולוגית הושגו.

Anionic פילמור של קופולימר amphiphilic עבור הכנת Micelles קופולימר בלוק מיוצב על ידי אינטראקציות הנחת π-π

כאן, אנו מציגים פרוטוקול להכין ולדמיין מבנים משניים (כגון סיבים, ארכיטקטורות טבעתיות, ו-תחומי ננו) נגזרים polycarbodiimides סליל. מורפולוגיה מאופיין הן במיקרוסקופ כוח אטומי (AFM) מיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM) הוצגה תלוי המבנה המולקולרי, ריכוז, ואת ממס של בחירה.

מורפולוגיה הרכבה עצמיות המתקבלות סליל Polycarbodiimide קופולימרים ונגזר triazole שלהם

הרכבה עצמית מונחית התגבשות (CDSA) מציגה את היכולת הייחודית לייצור מבנים ננו-רובוטים של הפצות באורך צר. הטבעת האורגניטיבית פותחת את הε-הקרניים והרחבות השרשרת העוקבות של מתיל מתיונין ו- n, מומחש n-dimethyl תיל אקרילאמיד. פרוטוקול CDSA חי אשר מייצרת גלילים של עד 500 ננומטר באורך מחולקת לרוחב.

סינתזה של חלקיקים מונוטהתפזר גלילי באמצעות התגבשות עצמית מונחה-הרכבה של סופולימרים מתכלים לחסום

בממשק של ממיסים אורגניים ומימית, מותאם המותאם לאלסטין וחלבונים בעלי מבנה מולקולרי מורכבים כגון שלפוחיות, סיבים ומדבקות מופעלות על ידי פרמטרים סביבתיים. פרוטוקולי ההרכבה המתוארים מניבים תאים מבוססי חלבון ממברנה (PMBCs) עם מאפיינים שניתן לסמוך עליהם, המאפשרים כימוס של מטענים שונים.

בימוי האסיפה של אלסטין כמו חלבונים לתוך הגדרת מבנים Supraולקולריים מוגדרים מחוץ לגופית

כאן מוצג פרוטוקול לביצוע וניתוח הקשירה, הניידות וההרכבה של מולקולות בודדות על ממברנות שומנים מלאכותיות צפופות באמצעות מיקרוסקופיה פלואורסצנטית של השתקפות פנימית כוללת של מולקולה אחת (smTIRF).

דיפוזיה והרכבה של מולקולה בודדת על ממברנות שומנים עמוסות פולימרים

הפרוטוקול הנוכחי מתאר הרכבת ליפוזומים בסיוע אוקטאנול (OLA), טכניקה מיקרופלואידית ליצירת ליפוזומים תואמים ביולוגית. OLA מייצרת ליפוזומים חד-מפוזרים בגודל מיקרון עם אנקפסולציה יעילה, המאפשרת ניסויים מיידיים על שבב. פרוטוקול זה צפוי להתאים במיוחד לביולוגיה סינתטית ולמחקר תאים סינתטיים.

הרכבת ליפוזום בסיוע אוקטאנול על שבב לביו-הנדסה

אנו מתארים פרטים ניסיוניים של הסינתזה של חלקיקים בדוגמת וreconfigurable משני מבשרים ממדיים (2D). מתודולוגיה זו יכולה לשמש ליצירת חלקיקים במגוון צורות, כולל פאונים ומכשירים נאחזו בסולמות אורך נעים בין מייקרו לקנה מידה של סנטימטר.

אוריגמי השראה עצמית הרכבה של חלקיקים בדוגמת וReconfigurable

למד הרכבה ואפיון של מיצלות מורכבות פוליאלקטרוליט באמצעות טכניקת מלח-הרפיה. שיטה זו מאפשרת יצירת ננו-חלקיקים עם פיזור נמוך בגודל ובצורה לשימוש ברפואה ננומטרית.

הרכבה ואפיון של מטלות מורכבות פוליאלקטרוליט

גלה סרטונים נוספים