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방법 논문

급속 하 고, 확장 가능한 어셈블리 및 플래시 Nanoprecipitation 통해 다양 한 합성 Nanocarriers에 생리 활성 단백질의 Immunostimulants 로드

7.8K 조회수

DOI:

10.3791/57793

2018년 8월 11일

이 논문에서

요약

나노 소재 기초 과학 및 변환 응용 프로그램에 대 한 제어 치료 납품의 다양 한 메커니즘을 제공 하지만 그들의 제조를 종종 가장 생물 의학 연구소에서 제공 하는 전문. 여기, 우리가 현재 확장 가능한 제조 및 플래시 nanoprecipitation를 사용 하 여 다양 한 자기 조립된 nanocarriers의 치료 로드에 대 한 프로토콜.

초록

나노 치료 및 이미징 응용 프로그램에 대 한 단일 및 결합 된 분자 페이로드의 제어 납품을 사용자 지정 하는 옵션의 넓은 범위를 제공 합니다. 이 증가 한 특이성은 더 높은 힘으로 감소 부작용 및 낮은 복용량을 포함 하 여 중요 한 임상 암시를 가질 수 있습니다. 또한, 위치 타겟팅 및 특정 셀 하위 집합의 제어 변조 수 강화 기본 생물학 현상의 생체 외에서 그리고 vivo에서 조사 하 고 세포의 기능을 조사. 나노 과학, 화학 및 종종 엔지니어링에 필요한 전문 지식을 조작 하 고 그들의 수사를 위해 도구 또는 차량으로 나노를 사용자 지정에서이 분야에 있는 경험 없이 실험실을 금지 하는 불행 하 게도, 그들의 치료 전략입니다. 여기, 우리는 합성 및 손쉬운 형성에 의무가 다양 한 비 독성 블록 공중 합체 시스템의 확장성 어셈블리와 나노 생명 의학 어플리케이션에 대 한 자동차의 로드에 대 한 프로토콜을 제공합니다. 플래시 nanoprecipitation poly(ethylene glycol)-bl에서 다양 한 nanocarriers의 급속 한 제조에 대 한 방법론으로 제시-폴 리 (프로필 렌 황화) 공중 합체. 이러한 프로토콜 실험실 다양 한 지식과 리소스를 쉽게 허용 하 고 reproducibly 그들의 응용 프로그램에 대 한 고급 nanocarrier 전달 시스템을 조작 합니다. 설계 및 플래시 nanoprecipitation를 촉진 하기 위하여 고속 주사기 펌프를 사용 하는 자동화 된 악기의 건설을 처리 하 고는 동질성을 향상 된 하 게 제어할 수 있도록, 크기, 형태 및 polymersome nanocarriers의 로드는 설명.

서론

Nanocarriers 작고 고분자 화물, 제어 전송 허용 포함 활성 엔터티 하지 않을 경우, 캡슐화, 높은 분해 또는 vivo에서관리에 대 한 너무 소수 될 것 이다. 정기적으로 조작 nanocarrier 형태학의 폴리머 소포 리 (polymersomes 라고도 함)에 유사한 동시에 친수성 및 소수 성 화물1,2로드 기능을 제공 합니다. 그들의 유망한 장점에도 불구 하 고 polymersomes가 드물다 아직도 임상 응용에 인해, 부분적으로, 그들의 제조에 몇 가지 주요 과제를. 임상 사용을 위해 polymersome 공식 대규모, 살 균, 및 일관 된 일괄 처리에서 만들어질 필요가 있다.

다양 한 기술 diblock 공중 합체, poly(ethylene glycol)-블록등에서 양식 polymersomes를 사용할 수 있습니다-폴 리 (프로필 렌 황화) (페그-bl-조달 청), 용 매 분산3, 박막 재1 를 포함 하는 , 4, 마이크로

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프로토콜

1. Poly(ethylene glycol)-블록의 합성-폴 리 (프로필 렌 황화)-Thiol

  1. Methoxy-poly(ethylene glycol) mesylate 합성 (미네소타: 750) (MeO-말뚝17-Ms, ).
    1. 자석 교 반 600 rpm에서 MeO-말뚝17-오 3 목 둥근 바닥 플라스 크 (RBF) 내에서 100% 톨루엔의 200 ml에서의 10 g을 분해.
    2. 3 목 RBF 자체는 콘덴서에 연결 된 딘-스 탁 장치를 연결, 불활성 가스에서 전체 시스템을 유지 질소 또는 아르곤.
    3. 3 목 RBF는 기름 목욕, 600 rpm에서 교 반 하면서 165 ° c 열에에서 놓습니다.
    4. 추적 물과 공 비 증 류를 사용 하 여 톨루엔의 100 mL를 제거 합니다.
    5. 기름에서 3 목 RBF 제거, 불활성 가스 조건 유지 하면서 딘-스 탁 장치를 분리 하 고 실내 온도에 냉각 허용.
    6. MeO-말뚝17-오 솔루션 600 rpm에서 교 반 하면서 5.6 mL 100 %triethylamine (3 어 금 니 식)과 무수 100% 톨루엔의 300 mL를 추가 합니다.
    7. ....

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결과

여기, 우리는 vivo에서 마우스와 비 인간 영장류 관리11,13안전 nanocarriers 친수성 및 소수 성 화물 적재 능력의 정립에 대 한 간단한 프로토콜을 제시 했습니다. 우리는 또한 우리의 대표 결과, CIJ 믹서에 솔루션의 기계적으로 제어 충돌에 대 한 사용자 지정 악기 제작에 대 한 설명에에서 사용 되는 폴리머의 합성에 대 한 자세한 프로토콜 포함. 못17-bl-조달 청35생산할 수행 합성 단계에 대 한 개요를 제공 하는 그림 1 -SH, diblock 공중 합체 자기 조립 polymersome nanocarriers 사용. 조달 청 못-bl polymersomes 치료제 또는 이미징 에이전트 로드 조립 FNP 프로토콜에 대 한 개.......

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토론

우리는 polymersomes 말뚝17-bl-조달 청35를 사용 하 여의 급속 한 제조에 대 한 자세한 지침을 제공-SH diblock 공중 합체로. 기공을 polymersomes 친수성이 고 소수 조달 청 블록 분자량의이 비율에서 조립 기본 집계 형태입니다. 여러 번 충돌 하는 경우 그들은 직경 및 일치 후 200 nm 멤브레인 통해 압출 polymersomes 증가할수록 박막 화를 통해 형성. 이 프로토콜은 따라서 단 분산 polymersome nanocarriers의 제조 동안 추가 돌출 단계에 대 한 필요성을 제거합니다. Polymersomes 통해 FNP 형성 친수성 및 소수 성 화물을 로드 하 고 정립 과정11그 분자의 bioactivity를 유지. 추가 프로토콜은 필요할 때, 하도 무료 고 따라서 생화학 및 면역학 분석 실험에 적합 뿐만 아니라 안전 관리 vivo에서 polymer.......

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공개 사항

저자 들은 아무 경쟁 금융 관심사 선언 합니다.

감사의 글

우리는 직원 및 계측 노스웨스턴 대학에서 구조 생물학 시설에서 지원 인정 합니다. 상대습도 Lurie 종합 암 센터의 노스웨스턴 대학교와 노스웨스턴 대학교 구조 생물학 시설 지원은 인정 했다. Gatan k 2 직접 전자 검출기는 Searle 자금 시카고 커뮤니티 트러스트에서 지 원하는 시카고 생명 컨소시엄에서 제공 하는 자금으로 구입 했습니다. 우리는 또한 노스웨스턴 대학에서 다음 시설 감사: 켁 학 제 표면 과학 시설, 구조 생물학 시설, 생물 학적 영상 시설, 고급 분자 이미징 센터와는 분석 Bionanotechnology 장비 코어입니다. 이 연구는 국립 과학 재단 교부 금 1453576, 국가 학회 건강 감독의 새로운 혁신 상 1DP2HL132390-01, 재생 Nanomedicine 카 탈 수상 한 2014 맥코믹 카 탈 수상 센터에 의해 지원 되었다. SDA는 NIH predoctoral 생명 공학 교육 그랜트 T32GM008449에 의해 부분에서 지원 했다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
CanaKit Raspberry Pi 3 Ultimate 스타터 키트 - 32 GB EditionCanaKitUPC 682710991511
선형 베어링 플랫폼 (작은) - 8mm 직경Adafruit1179
선형 모션 8 mm 샤프트, 330 mm 길이, 크롬 도금, 케이스 경화, 메트릭VXB키트11868
선형 레일 샤프트 가이드/지원 - 8 mm 직경Adafruit1182
수동 위치 정밀 슬라이드 4.5" 스트로크, 15lb 부하 용량McMaster-Carr5236A16
MTPM-P10-1JK43 Iron Horse DC 모터Iron HorseMTPM-P10-1JK43
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폴룰루 캐리어 샤프 GP2Y0D810Z0F 디지털 거리 센서 10cmPololu1134
Ruland PSR16-5-4-A 세트 스크류 빔 커플링, 광택 알루미늄, 인치, 5/16" 보어 A 직경, 1/4" 보어 B 직경, 1" OD, 1-1/4" 길이, 44 lb-in 공칭 토크RulandPSR16-5-4-A
폴리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르Sigma Aldrich202495
메탄설포닐 클로라이드시그마 알드리치471259
톨루엔시그마 알드리치179418
톨루엔, 무수시그마 알드리치244511
트리에틸아민시그마 알드리치T0886
셀라이트 545 (규조토)시그마 알드리치419931
디클로로메탄시그마 알드리치
디 에틸 에테르시그마 알드리296082
N, N- 디메틸 포름 아미드, 무수시그마 알드리치227056
탄산 칼륨시그마 알드리치791776
티오 아세트산시그마 알드리치T30805
테트라 하이드로 푸란시그마 알드리치360589
알루미늄 산화물, 중성, 활성화, Brockmann ISigma Aldrich199974
메톡시드 나트륨 용액, 메탄올 0.5M SigmaAldrich403067
프로필렌 설파이드Sigma AldrichP53209
아세트산Sigma AldrichA6283
메탄올Sigma Aldrich320390
수산화나트륨 용액 1.0NSigma AldrichS2770
내독소가 없는 물GE Healthcare Life SciencesSH30529.01
종이 pH 스트립,Fisher Scientific13-640-508
내독소가 없는 Dulbecco의 PBSSigma AldrichTMS-012
붕규산 유리 섬광 바이알Fisher Scientific03-337-4
1 mL 모든 플라스틱 주사기Thermo ScientificS75101
Sepharose CL-6BSigma AldrichCL6B200
액체 크로마토그래피 컬럼Sigma AldrichC4169
CIJ 믹서, HDPE맞춤형
Triton X-100Sigma AldrichX100
과산화수소 용액Sigma Aldrich216763
HEK-Blue hTLR4InvivoGenhkb-htlr4
RAW-Blue CellsInvivoGenraw-sp
QUANTI-BlueInvivoGenrep-qb1
PYROGENT 겔 응고 LAL 분석LonzaN183-125
용 고급 모터 제어320269치 , ,

참고문헌

  1. Stano, A., Scott, E. A., Dane, K. Y., Swartz, M. A., Hubbell, J. A. Tunable T cell immunity towards a protein antigen using polymersomes vs. solid-core nanoparticles. Biomaterials. 34 (17), 4339-4346 (2013).
  2. Discher, B. M., et al. Polymersomes: tough vesicl....

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재인쇄 및 허가

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