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合成、機能化、およびオリゴヌクレオチド配信の融合性ポーラス シリコンのナノ粒子のキャラクタリゼーシ...
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JoVE Journal Engineering
Synthesis, Functionalization, and Characterization of Fusogenic Porous Silicon Nanoparticles for Oligonucleotide Delivery

合成、機能化、およびオリゴヌクレオチド配信の融合性ポーラス シリコンのナノ粒子のキャラクタリゼーション

Full Text
8,293 Views
08:53 min
April 16, 2019

DOI: 10.3791/59440-v

Byungji Kim1, Michael J. Sailor1,2

1Materials Science and Engineering Program,University of California, San Diego, 2Department of Chemistry and Biochemistry,University of California, San Diego

AI Banner

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This article presents a method for synthesizing fusogenic porous silicon nanoparticles designed for efficient oligonucleotide delivery in vitro and in vivo. The nanoparticles are engineered to carry siRNA and are coated with fusogenic lipids, enhancing their delivery capabilities.

Key Study Components

Area of Science

  • Nanoparticle synthesis
  • Gene delivery systems
  • Therapeutic applications

Background

  • Fusogenic nanoparticles can silence genes effectively.
  • Targeting peptides and siRNA payloads can be customized.
  • Previous studies have shown efficacy against bacterial infections.
  • Chronic inflammation can be mitigated by gene modulation.

Purpose of Study

  • To develop a nanoparticle system for in vivo gene silencing.
  • To explore therapeutic formulations for diseases requiring gene modulation.
  • To demonstrate the versatility of the nanoparticle platform.

Methods Used

  • Assembling a Teflon etch cell with a silicon wafer.
  • Using hydrofluoric acid for etching the silicon.
  • Applying alternating current with specific parameters for nanoparticle formation.
  • Rinsing the etch cell to prepare for further use.

Main Results

  • Successful synthesis of fusogenic porous silicon nanoparticles.
  • High efficiency in delivering siRNA for gene silencing.
  • Potential for therapeutic applications in various diseases.
  • Demonstrated ability to terminate chronic inflammation in macrophages.

Conclusions

  • Fusogenic nanoparticles are promising for gene therapy.
  • Customizable delivery systems can target specific diseases.
  • Further research is warranted to explore additional applications.

Frequently Asked Questions

What are fusogenic nanoparticles?
Fusogenic nanoparticles are engineered particles that enhance the delivery of genetic material into cells.
How do these nanoparticles deliver siRNA?
They encapsulate siRNA and utilize fusogenic lipids to facilitate cellular uptake.
What diseases could benefit from this technology?
Diseases requiring gene modulation, including chronic inflammation and infections, may benefit.
What is the significance of using hydrofluoric acid in the process?
Hydrofluoric acid is used to etch silicon wafers, creating the porous structure necessary for nanoparticle formation.
Can the targeting peptide be modified?
Yes, the targeting peptide can be exchanged to tailor the nanoparticles for specific applications.

効果的な in vitro および in vivo のオリゴヌクレオチド配信の融合性ポーラス シリコンのナノ粒子の合成を示します。ポーラス シリコンのナノ粒子は、シェルを形成する押し出しによる融合ペプチド脂質によるコーティングの核を形成する siRNA によって読み込まれます。ターゲット部位の機能化と粒子特性含まれます。

このプロトコルは、高効率でsiRNAを送達することによって生体内の遺伝子を沈黙させることができるナノ粒子系の合成を記述する。標的ペプチドとsiRNAペイロードを単に交換するだけで、発煙性ナノ粒子を生体内遺伝子変調を必要とする疾患の潜在的な治療製剤として使用することができる。我々は以前、マクロファージの炎症をコードする遺伝子をサイレンシングして慢性炎症を終結させることによって、グラム陽性細菌感染に対する発がん性ナノプラットフォームを用いた結果を発表した。

この手順を実行する前に、シリコンウエハを含むテフロンエッチングセルを3対1のフッ化水素酸溶液に組み立てます。低電流密度が50mmの方が0.6秒、高電流密度が400mmの高電流密度を500サイクルで0.36秒四方にして、四方波の交流を実行します。エッチングが終了したら、回路から細胞を取り出し、注射器を使用してフッ化水素酸溶液を慎重にリンスします。

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工学問題 146 ポーラス シリコン ナノメディシン 薬剤配達 遺伝子治療 siRNA 合成 ナノ粒子 リポソーム 融合 オリゴヌクレオチド ノックダウン

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