Name: 조합의 합성과 고분자 필름과 Nanoparticle 도서관에서 높은 처리량 단백질 출시 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-09-06T12:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 58 s
Description: 학습하세요 생분해성 폴리무수화물 필름과 나노입자 라이브러리의 조합 합성 및 고처리량 단백질 방출 검출 방법을. 이 기술은 약물 전달 및 조직 공학을 위한 생물재료 개발을 가속화합니다.

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

저자는 재정 지원을위한 ONR - MURI 상 (NN00014-06-1-1176)과 미국 육군 의학 연구 및 Materiel 명령을 (부여 번호 W81XWH-10-1-0806)을 인정합니다. 본 자료는 교부금 번호 EEC 0,552,584 및 0,851,519 아래의 국립 과학 재단 (National Science Foundation)의 지원 작업에 기반을두고 있습니다.

1. 조합 폴리머 도서관 합성은 (고분자 화학에 다양한) - 로봇 설치를위한 그림 1 참조 <ol><li> 적절한 용매 (농도 = 25 MG / ML) 각 단량체를 해산하고 10cc 기밀 주사기에 각각로드합니다. </li><li> 각 주사기의 끝으로 용매 저항성 유혹 잠금 모세관 튜브를 연결합니다. </li><li> 주사기 펌프 (새로운 시대 프로그램 주사기 펌프)에 주사기를 놓고 위치로 고정. </li><li> 시작 위치로 선형 액츄에이터 (Zaber)를 설정합니다. </li><li> 링 스탠드 클램프를 사용 모노머 증착을위한 / 잘 시작 약병에 모세관 튜브 모두의 끝을 위치. </li><li> 하는 각도 원하는 공중 합체 조성물에 따라 펌프로 각 단량체의 변수 볼륨을 LabVIEW 프로그램을 시작합니다. 이 문제는 원하는 볼륨을 투여하기 위하여 유리 병 / 잘하고 각 펌프에 모세관 튜브를 낮출 Z-축 액츄에이터를 지시하여 프로그램에 달성된다. NEXT는, 프로그램은 / 잘 다음 유리 병의 위치로 이동하기 위해 집 위치와 X와 Y-액츄에이터로 돌아갑니다 Z-액츄에이터를 지시합니다. 각이 잘 단량체의 원하는 볼륨이에 입금 될 때까지이 작업은 수행됩니다. </li><li> 단량체 증착 후, 멀티 잘 또는 다중 유리 병 모노머 라이브러리는 미리 온수 진공 오븐에 전송되고 응축 중합 반응의 기간 동안 진공 incubated. 에 대한 CPH : SA의 1.5 시간에 대한 합성 반응은 180에서 수행된다 ° C, 0.3 토르, 이러한 반응 조건이 다른 폴리머 시스템마다 다를 수 있습니다. </li></ol> 2. 조합의 공백과 단백질 -로드 고분자 Nanoparticle 및 필름 라이브러리 제작이 - 로봇 설치를위한 그림 1 참조 <ol><li> 첫 번째 프로그램 주사기 펌프에 주사기는 용매로 가득 (빈 라이브러리) 또는 단백질과 용매는 두 번째 주사기에 주사기 동안 (단백질로드 라이브러리) 거기에 분산되어펌프는 비어 있습니다. 인접한 샘플 홀더에 nanoparticle 제조를위한 튜브가 아닌 용매로 가득합니다 (비 용매에 용매의 비율은 1-100입니다.) 필름 제조를 들어 빈 다 잘 판은 인접 샘플 홀더에있는 튜브 대신 사용됩니다. </li><li> LabVIEW 프로그램을 사용하여 용매는 도서관의 모든 폴리머 튜브 / 우물 (농도 = 20 MG / ML)로 입금하고 1-5 분 동안 incubated 수 있습니다. 선택 sonication 단계 (40 Hz에서 30들)은 전체 폴리머 용해을 보장하기 위해 도입 할 수 있습니다. </li><li> 다음, 별도의 LabVIEW 프로그램을 시작하여 샘플은 빈 주사기로 배출되고, 인접 샘플 홀더가 아닌 용매 (나노 입자) 또는 빈도 (필름)의 해당 관에 입금. </li><li> 이 프로세스는 분리 된 폴리머 라이브러리의 각 구성에 대해 수행됩니다. </li><li> nanoparticle 또는 필름 라이브러리는 다음 용매와 비 용매 제거 (nanoparticle의 천칭 자리를위한 진공 챔버에 배치됩니다보시지도) 진공 여과를 사용하여 복구 할 수 있습니다. </li></ol> 3. 높은 처리량 단백질 출시 속도론 <ol><li> , 폴리머 라이브러리에서 높은 처리량 단백질 릴리스 속도론에 대해 조사를위한 96 (2 ML / 잘) 깊은 거리 던걸, 폴리 프로필렌 플레이트는 수정 같은 그 상단 이웃 열에 잘 벽의 1 / 3 (예 : A와 B, C와 D, E 및 F, G 및 H)은 우물을 인접하고 제거됩니다. 단백질로드 필름에 제조하거나 나노 입자는 높은 처리량 출시 동력학 연구를 수행하려면이 판에 전송해야합니다. 단백질로드 nanoparticle 또는 필름 샘플은 인접한 열 (: A, C, E 및 G 예) 잘 하나에 배치해야합니다. 자세한 내용은 그림 4를 참조하십시오. </li><li> 96 깊은 거리 던걸 출시 판에 나노 입자의 전송 후, 입자는 해결 할 수 있습니다. PBS 버퍼 (0.1 MM, 산도 7.4)이 서서히 각 이웃도 (열 B, D 그 다음에 잘 각 샘플에 추가 (열 A, C, E 및 G)되고, F, 및 H) 우물가 가득하며 버퍼가 인접한 우물 사이에 흐르는 무료입니다 때까지. 나노 입자의 경우이 과정은 입자가 시료의 하단에 잘 (열 A, C, E 및 G)와 인접한 버전에 전송되지도 (열 B, D, F를 유지하기 위해 특히주의를 수행해야 , 그리고 H). 어떤 경우에는 원심 분리는 (열 A, C, E 및 G) 잘 샘플의 하단에있는 nanoparticle 샘플을 현지화하는 데 필요합니다. </li><li> 다음 릴리스 판은 뚜껑을 밀봉하고 실험 기간 동안 교반에 따라 원하는 온도 (예 : 37 ° C)에 배치됩니다. </li><li> 증분 시간 포인트 (즉, 0.04, 1, 2, 3, 5, 7, 9, 12, 15, 19, 24, 30 일)에서 발표 fluorochrome - 복합 단백질의 양이 9400 태풍 평판 형광 스캐너 사용 (계량입니다 GE 헬스 케어). 출시 판은 스캐너 표면에 배치, 적절한 여기 레이저 및 방출 filte를 사용하여 스캔RS, 그리고 릴리스 우물 (열 B, D, F 및 H)가 (이미지 양의) 계량되어에 출시 단백질의 형광 강도. 그것은 알려진 농도의 단백질 표준 fluorochrome 해소를위한 단백질 수량과 회계 계산 잘 판에 포함하는 것이 좋습니다. </li></ol> 4. 대표 결과 폴리머 라이브러리의 제조시, 특성화이 조합 메소드 1,7,8,11의 유효성을 검사하는 데 1 H NMR, GPC 및 FTIR을 수행하고 있습니다. 10,000-20,000에서 분자 무게 범위는 g / 몰, polydispersity 인덱스 범위 1.5-3.0에서, 그리고 화학 성분은 정확하고 polyanhydride 합성 12-15 종래의 방법으로 계약 할 표시되었습니다. 마찬가지로, 나노 입자 라이브러리의 SEM 이미지 유사한 표면 형태, 크기, 통상 제조 나노 입자 2의 것과 크기 분포를 보여 주었다. 단백질 릴리스 kinetipolyanhydride의 나노 입자 나 영화에서 CS는 이전에 한 설명 된대로 수정도 플레이트에서 수행됩니다. 결과는이 있거나 단백질 로딩 및 고분자 화학 (도 2 및도 3) 1,12,14,16 의존 버스트없이 대략 제로 주문 릴리스를 발표했다. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/3882/3882fig1.jpg" /> 그림 1. 조합 폴리머 필름 nanoparticle 제조 장치. <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/3882/3882fig2.jpg" /> 그림 2 CPH에서 알부민 텍사스 레드 소 혈청 (TRBSA)의 높은 처리량 출시 :. SA 폴리머 nanoparticle 라이브러리를 제공합니다. CPH 풍부한 고분자 화학이 가장 느린를 공개 반면 SA 풍부한 고분자 화학은 가장 빠르게 TRBSA 캡슐화 놓습니다. 오류 막대는 표준에게도을 나타냅니다기과 n = 4. 피터슨 동부 표준시의 허가를 재 인쇄. 알. 1. 저작권 2010 미국 화학 학회. <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/3882/3882fig3.jpg" /> 그림 3 CPTEG에서 알부민 텍사스 레드 소 혈청 (TRBSA)의 높은 처리량 출시 :. CPH 폴리머 필름 라이브러리를 제공합니다. CPH 풍부한 고분자 화학이 가장 느린를 공개 반면 CPTEG 풍부한 고분자 화학은 가장 빠르게 TRBSA 캡슐화 놓습니다. 오류 막대는 표준 편차와 N = 3을 나타냅니다. <img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/3882/3882fig4.jpg" /> 그림 4. &quot;전에&quot;두 이웃 우물을 보여주는 이미지와 96 깊은 거리 던걸 폴리 프로필렌 판에서 &quot;후&quot;수정. 오른쪽에있는 &quot;후&quot;수정 이미지는 캡슐화 된 형광 분자와 폴리머 필름 (왼쪽 물론 하단)의 추가 묘사완충 용액에 두 우물 사이에 출시된다. 출시 형광 분자 그런 다음 잘 권리가 검출된다.

<ol><li>Petersen, L. K., Sackett, C. K., Narasimhan, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel%2C+high-throughput+method+to+study+in+vitro+protein+release+from+polymer+nanospheres%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comb.+Chem%22%5BJournal%5D)">A novel, high-throughput method to study in vitro protein release from polymer nanospheres.</a> J. Comb. Chem. 12, 51-56 (2010).</li>
<li>Petersen, L. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activation+of+innate+immune+responses+in+a+pathogen-mimicking+manner+by+amphiphilic+polyanhydride+nanoparticle+adjuvants%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Activation of innate immune responses in a pathogen-mimicking manner by amphiphilic polyanhydride nanoparticle adjuvants.</a> Biomaterials. 32, 6815-6822 (2011).</li>
<li>Vogel, B. M., Cabral, J. T., Eidelman, N., Narasimhan, B., Mallapragada, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Parallel+synthesis+and+high-throughput+dissolution+testing+of+biodegradable+polyanhydride+copolymers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comb.+Chem%22%5BJournal%5D)">Parallel synthesis and high-throughput dissolution testing of biodegradable polyanhydride copolymers.</a> J. Comb. Chem. 7, 921-928 (2005).</li>
<li>Petersen, L. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-throughput+evaluation+of+in+vivo+biodistribution+of+polyanhydride+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Healthcare+Mater%22%5BJournal%5D)">High-throughput evaluation of in vivo biodistribution of polyanhydride nanoparticles.</a> Adv. Healthcare Mater. , Forthcoming (2012).</li>
<li>Petersen, L. K., Narasimhan, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combinatorial+design+of+biomaterials+for+drug+delivery%3A+opportunities+and+challenges%5BTitle%5D)+AND+%22Expert+Opin.+Drug+Deliv%22%5BJournal%5D)">Combinatorial design of biomaterials for drug delivery: opportunities and challenges.</a> Expert Opin. Drug Deliv. 5, 837-846 (2008).</li>
<li>Petersen, L. K., Oh, J., Sakaguchi, D. S., Mallapragada, S. K., Narasimhan, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amphiphilic+polyanhydride+films+promote+neural+stem+cell+adhesion+and+differentiation%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng%22%5BJournal%5D)">Amphiphilic polyanhydride films promote neural stem cell adhesion and differentiation.</a> Tissue Eng. 17, 2533-2541 (2011).</li>
<li>Petersen, L. K., Sackett, C. K., Narasimhan, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-throughput+analysis+of+protein+stability+in+polyanhydride+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomater%22%5BJournal%5D)">High-throughput analysis of protein stability in polyanhydride nanoparticles.</a> Acta Biomater. 6, 3873-3881 (2010).</li>
<li>Petersen, L. K., Xue, L., Wannemuehler, M. J., Rajan, K., Narasimhan, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+simultaneous+effect+of+polymer+chemistry+and+device+geometry+on+the+in+vitro+activation+of+murine+dendritic+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">The simultaneous effect of polymer chemistry and device geometry on the in vitro activation of murine dendritic cells.</a> Biomaterials. 30, 5131-5142 (2009).</li>
<li>Thorstenson, J. B., Petersen, L. K., Narasimhan, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combinatorial%2Fhigh-throughput+methods+for+the+determination+of+polyanhydride+phase+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comb.+Chem%22%5BJournal%5D)">Combinatorial/high-throughput methods for the determination of polyanhydride phase behavior.</a> J. Comb. Chem. 11, 820-828 (2009).</li>
<li>Xue, L., Petersen, L., Broderick, S., Narasimhan, B., Rajan, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identifying+factors+controlling+protein+release+from+combinatorial+biomaterial+libraries+via+hybrid+data+mining+methods%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Comb.+Sci%22%5BJournal%5D)">Identifying factors controlling protein release from combinatorial biomaterial libraries via hybrid data mining methods.</a> ACS Comb. Sci. 13, 50-58 (2011).</li>
<li>Adler, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-throughput+cell-based+screening+of+biodegradable+polyanhydride+libraries%5BTitle%5D)+AND+%22Comb.+Chem.+High+Through.+Screen%22%5BJournal%5D)">High-throughput cell-based screening of biodegradable polyanhydride libraries.</a> Comb. Chem. High Through. Screen. 12, 634-645 (2009).</li>
<li>Determan, A. S., Trewyn, B. G., Lin, V. S., Nilsen-Hamilton, M., Narasimhan, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Encapsulation%2C+stabilization%2C+and+release+of+BSA-FITC+from+polyanhydride+microspheres%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Control.+Release%22%5BJournal%5D)">Encapsulation, stabilization, and release of BSA-FITC from polyanhydride microspheres.</a> J. Control. Release. 100, 97-109 (2004).</li>
<li>Determan, A. S., Wilson, J. H., Kipper, M. J., Wannemuehler, M. J., Narasimhan, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protein+stability+in+the+presence+of+polymer+degradation+products%3A+consequences+for+controlled+release+formulations%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Protein stability in the presence of polymer degradation products: consequences for controlled release formulations.</a> Biomaterials. 27, 3312-3320 (2006).</li>
<li>Torres, M. P., Determan, A. S., Anderson, G. L., Mallapragada, S. K., Narasimhan, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amphiphilic+polyanhydrides+for+protein+stabilization+and+release%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Amphiphilic polyanhydrides for protein stabilization and release.</a> Biomaterials. 28, 108-116 (2007).</li>
<li>Torres, M. P., Vogel, B. M., Narasimhan, B., Mallapragada, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+characterization+of+novel+polyanhydrides+with+tailored+erosion+mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomed.+Mater.+Res.+A%22%5BJournal%5D)">Synthesis and characterization of novel polyanhydrides with tailored erosion mechanisms.</a> J. Biomed. Mater. Res. A. 76, 102-110 (2006).</li>
<li>Carrillo-Conde, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Encapsulation+into+amphiphilic+polyanhydride+microparticles+stabilizes+Yersinia+pestis+antigens%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomater%22%5BJournal%5D)">Encapsulation into amphiphilic polyanhydride microparticles stabilizes Yersinia pestis antigens.</a> Acta Biomater. 6, 3110-3119 (2010).</li>
</ol>

관심 없음 충돌이 선언 없습니다.

필요한 합성 조건 및 합성되는 고분자의 유리 전이 온도 (T g들)의 지식은 도서관 제조에 필수적입니다. T g s는 실내 온도보다 낮은 경우, nanoparticle의 제조 단계는 고분자의 T g 아래의 제어 온도 환경에서 수행해야 할 수 있습니다. 또한주의는 높은 온도와 용제과 접촉 모든 장비가 해당 조건을 처리 할 적합한 있어야합니다 수 있도록주의해야한다. 이 프로토콜의 매개 변수 중 일부는 합성 또는 입자 / 영화에 대해 서로 다른 폴리머 시스템을 수용 할 수 (즉, 온도, 진공, 배양 시간, 용매, 비 용제, 폴리머 농도가 아닌 용매에 용매 비율 등)을 조정할 수 있습니다 제조. 어떤 경우에는 나노 입자는 (진공 건조하여 용매 제거를위한 충분한) 오랜 기간에 대한 용매에 안정되지되도록 두 다른 용매 수치타원형 방법을 사용할 수 있습니다. 1) 입자는 천천히, centrifuged 표면에 뜨는 용매는 decanted, 나머지 입자는 건조 또는 2...

<table border="1"><tbody><tr><td> 이름 </td><td> 회사 </td><td> 카탈로그 번호 </td></tr><tr><td> 동력 XYZ 단계 : 3 배 T-LSM050A, 축 당 50 밀리미터 여행 </td><td> Zaber 기술 </td><td> T-XYZ-LSM050A-KT04 </td></tr><tr><td> NE-1000 단일 주사기 펌프 </td><td> 새로운 시대 펌프 시스템 </td><td> NE-1000 </td></tr><tr><td> Pyrex * 비스타 * 무테 재활용 유리 문화 튜브 </td><td> 코닝 </td><td> 07-250-125 </td></tr><tr><td> 유리 큐벳 </td><td> 과학 전략 </td><td> G102 </td></tr><tr><td> LabVIEW </td><td> 내쇼날 인스트루먼트 </td><td> 776671-35 </td></tr><tr><td> SGE 기밀 주사기, Luer LOC </td><td> 시그마 알드리치 </td><td> 509507 </td></tr><tr><td> U96 DeepWell 접시 1.3 ML 및 2.0 ML </td><td> 열 과학 : Nunc </td><td> 278743 </td></tr><tr><td> 그럼 캡 매트 </td><td> 열 과학 : Nunc </td><td> 276000 </td></tr><tr><td> 태풍 9,400 </td><td> GE 헬스 케어 </td><td> 63-0055-79 </td></tr><tr><td> 워트 먼지 학년 50 원 90mm </td><td> 워트 먼지 </td><td> 1450-090 </td></tr></tbody></table>

조합의 합성과 고분자 필름과 nanoparticle 도서관에서 높은 처리량 단백질 출시

Combinatorial Synthesis of and High-throughput Protein Release from Polymer Film and Nanoparticle Libraries

Polyanhydrides 우수한 biocompatibility 및 약물 전달 기능을 갖춘 biomaterials의 클래스입니다. 그들은 함께 광범위하게 연구되어 있지만 기존의 한 샘플 - 타임에서 합성 기술, 더 최근의 높은 처리량 접근 방식은 polyanhydrides 1 큰 도서관의 합성 및 테스트를 가능하게 개발되었습니다. 이보다 효율적으로 최적화 및 약물 및 백신 전달 응용 프로그램에 대한 이러한 biomaterials의 설계 과정을 촉진합니다. 이 작품의 방법은 생분해 성 polyanhydride 필름과 nanoparticle 라이브러리의 조합 합성과 이러한 라이브러리의 단백질 릴리스의 높은 처리량 감지 기능을 설명합니다. 이 robotically 작동하는 방법 (그림 1)에서 선형 액츄에이터 및 주사기 펌프는 사용자 오류를 제거, 핸즈프리 자동화 프로토콜을 수 LabVIEW에 의해 제어됩니다. 또한,이 방법은 마이크로 스케일 폴리머 라이브러리의 급속한 제조, 빨간색 수multivariant 폴리머 시스템의 창조의 결과로 동안 배치 크기를 ucing. 고분자 합성이 조합 방식은 통상 한 고분자를 합성하기 위해 취할 것입니다 시간의 상응하는 금액의 15 가지의 폴리머까지의 합성을 촉진시킨다. 또한, 조합 폴리머 도서관 (나노 입자)을 비 용매로 또는 진공 건조 (필름 용)에 의한 용매 및 강수량의 영화 또는 폴리머 라이브러리의 해산시 나노 입자를 포함한 공백 또는 단백질로드 형상으로 가공 할 수 있습니다. 폴리머 라이브러리에 fluorochrome - 복합 단백질을로드되면, 단백질 릴리스 속도론는 이전에 한 설명한 바와 같이 형광 기반의 탐지 방법 (도 2 및도 3)를 사용하여 높은 처리량을 평가 할 수 있습니다. 이 조합 플랫폼은 기존 방법으로 검증 된 2 polyanhydride의 영화와 nanoparticle 라이브러리가와 특징되었습니다 <suP&gt; 1 H NMR과 FTIR. 체외 세포 독성에 시토 킨 생산, 표면 마커 표현, 접착, 증식 및 분화; 라이브러리는 단백질 릴리스 속도론, 안정성 및 항원에 대한 검사를하고 있으며 생체 biodistribution과 mucoadhesion 1-11인치 본 개발 조합 방법은, 차례로, biomaterial 성능의 최적화를 위해 체외과 생체에서 상영 할 수 있습니다 단백질로드 nanoparticle 및 필름 라이브러리 높은 처리량 고분자 합성 및 제조를 할 수 있습니다.

이 방법은 생분해 성 polyanhydride 필름과 nanoparticle 라이브러리의 조합 합성과 이러한 라이브러리의 단백질 릴리스의 높은 처리량 감지 기능을 설명합니다.

조합의 합성과 고분자 필름과 Nanoparticle 도서관에서 높은 처리량 단백질 출시

폴리안하이드라이드(Polyanhydrides)는 우수한 생체 적합성과 약물 전달 능력을 갖춘 생체 재료의 한 종류입니다. 이들은 ...와 관련하여 광범위하게 연구되어 왔으며...

이 영상에서는 생분해성 poly anhydride 필름 및 나노입자 라이브러리의 조합 합성법과, 이러한 라이브러리로부터 단백질 방출을 측정하는 고처리량 검출법에 대해 설명합니다. 먼저, 성분이 다양한 단량체 배열을 유리 큐벳에 증착시키기 위해 고처리량 자동 증착 장치를 사용합니다. 이후 180 °C, 0.3 tor 조건에서 1.5시간 동안 축중합 반응을 수행합니다.이 반응 조건은 C-P-H-S-A 폴리 무수물 중합체 합성에 특화된 것입니다. 자동 증착 장치를 사용하여, 용매와 캡슐화를 위한 모든 성분을 폴리머 라이브러리가 포함된 큐벳에 증착합니다. 폴리머의 완전한 용해와 추가 성분의 균일한 분산을 보장하기 위해 초음파 처리를 수행할 수 있습니다.그 후, 용해된 폴리머를 비용매 튜브로 옮겨 나노 침전법을 통해 나노입자 라이브러리를 제작합니다. 나노입자는 진공 건조 또는 여과를 통해 회수되며, 수정된 96-웰 방출 플레이트로 옮겨집니다. 마지막으로, 단백질이 탑재된 라이브러리를 생리학적 조건에서 배양하고 형광 공간 검출법을 사용하여 단백질 방출 역학을 평가합니다.최종적으로, 폴리머 특성 또는 방출 환경 조건에 따른 단백질 방출 역학을 보여주는 결과를 얻을 수 있습니다. 기존의 단일 샘플 분석 기술과 비교하여 이 접근법의 주요 장점은 여러 샘플을 동시에 합성할 수 있다는 점입니다. 이렇게 합성된 샘플들은 단백질-폴리머, 세포-폴리머 또는 호스트-폴리머 상호작용에 대해 고효율로 스크리닝될 수 있습니다.이는 약물 전달 및 조직 공학을 위한 이러한 바이오 소재의 합리적 설계와 개발을 가속화합니다. 실험 절차는 본 연구실의 박사후 연구원인 La Tricia Peterson이 시연하겠습니다. 비디오의 이 섹션에서는 고분자 합성을 마친 후, 조성이 다양한 단량체 라이브러리를 증착하기 위해 고처리량 증착 장치를 사용합니다.이 장치는 공백 또는 단백질이 탑재된 폴리머 필름 또는 나노입자의 조합 라이브러리를 제작하는 데 사용됩니다. 자동화 플랫폼은 컴퓨터에 직렬로 연결된 두 개의 프로그래밍 가능 시린지 펌프와 세 개의 리니어 액추에이터로 구성됩니다. LabVIEW 소프트웨어를 사용하여 시린지 펌프와 액추에이터에 명령을 전달합니다.10 cc gast tight 시린지를 시린지 펌프에 장착하고 루어 락 피팅을 통해 금속 모세관을 연결하여, 폴리머 용액을 유리 큐벳에 분사합니다. 본 시연에서는 세익산(seic acid) 또는 SA를 1:6 비율의 비스 파라-옥시헤이산(Biss para oxy heane) 또는 CPH와 함께 사용하여 Texas Red Boan serum albumin을 캡슐화한 나노입자 라이브러리를 제작합니다. 이 비디오와 첨부 문서의 지침을 응용하여 다양한 폴리머 필름 및 나노입자 라이브러리를 제작하고 테스트할 수 있습니다.라이브러리를 합성하려면 먼저 각 단량체를 클로로포름에 녹여 최종 농도가 25 mg/mL가 되도록 유리 바이알에 넣어줍니다. 다음으로, 루어 락(lure lock) 끝부분을 통해 용액을 흡입하여 각 용액을 10 cc 가스 밀폐형 주사기에 채웁니다. 이때 기포가 있으면 모두 제거합니다.다음으로, 용매 내성이 있는 루어 락(lure lock) 스테인리스 스틸 모세관을 주사기 끝에 연결합니다. 모세관을 클램프로 고정한 뒤 링 스탠드에 부착합니다. 그런 다음 두 모세관의 끝부분을 시작 뷰렛(starting vete) 안에 위치시킵니다.모노머 증착을 위한 단계입니다. 프로그래머블 시린지 펌프에 시린지를 장착하고 LabVIEW 소프트웨어에서 위치를 고정합니다. 소프트웨어에서 선형 액추에이터를 시작 위치로 설정하십시오.x, y, z축을 통해 유리 큐벳에 SA 및 CPH 단량체를 자동 증착합니다. 액추에이터가 모세관을 각 큐벳의 적절한 위치에 배치하고, 프로그램된 부피의 각 단량체를 펌핑하여 조성이 다양한 단량체 라이브러리를 생성합니다. 단량체 증착 후.단량체 라이브러리를 예열된 진공 오븐으로 옮기고, 축합 중합이 가능하도록 180 °C 및 0.3 torr에서 1.5시간 동안 배양합니다. 배양이 끝나면 폴리머 라이브러리의 제작이 완료됩니다. 다음으로 단백질이 적재된 폴리머 나노입자를 생성합니다.단백질 함유 나노입자 라이브러리를 제작하려면 단백질 함유 폴리머 필름 라이브러리 제작 관련 동반 프로토콜을 참조하십시오. 이 경우, 폴리머 라이브러리를 용해할 수 있는 적절한 용매에 단백질인 Texas red bovine serum albumin을 첨가합니다. 여기서는 2 mg/mL 농도의 methylene chloride를 사용합니다.10 cc 시린지에 Texas Red BSA 포함 용매를 채우고 첫 번째 시린지 펌프에 장착하십시오. 그런 다음 깨끗하고 비어 있는 2 cc 시린지를 두 번째 시린지 펌프에 장착하고, 바이알 플랫폼 옆의 튜브 홀더에 비용매(이 경우 펜탄) 15 milliliters가 담긴 튜브를 배치하십시오. 그다음 LabView 소프트웨어에서 프로그램을 선택하여 자동 용매 증착 공정을 시작하십시오.프로그램을 시작하면, 폴리머 라이브러리가 포함된 큐벳에 용매가 주입되어 폴리머 농도가 20 mg/mL가 됩니다. 모든 용매가 주입되면, 폴리머가 용해될 때까지 1~5분 동안 기다립니다. 그 후, 폴리머의 완전한 용해와 균일한 단백질 분산을 보장하기 위해 선택적으로 교반(syndication) 과정을 수행합니다.다음으로, lab view에서 샘플 전송 프로그램을 시작합니다. 라이브러리의 각 용해된 폴리머 샘플을 빈 시린지로 흡입하여 샘플 홀더에 있는 해당 비용매 튜브에 분주합니다. 각 샘플의 전송이 완료되면, 나노입자 라이브러리를 10 millimeters of mercury 진공 상태의 진공 챔버에 넣거나, 용매가 제거될 때까지 진공 여과를 실시하여 단백질이 로딩된 나노입자를 회수합니다.캡슐화된 BSA의 방출을 조사하기 위해, 인접한 매 두 번째 열의 각 웰 벽 상단 0.5인치를 제거하여 변형한 딥 96웰 폴리프로필렌 플레이트를 준비합니다. A열과 B열, C열과 D열, E열과 F열, G열과 H열 사이의 각 웰 상단을 제거하면, 최대 용량까지 채웠을 때 인접한 웰 쌍 사이에 액체가 흐를 수 있습니다. 1000에서 10 µg/mL 범위의 Texas red BSA 표준 용액을 딥 96웰 플레이트에 넣습니다.이는 단백질 양을 계산하는 데 사용되며 형광색소 소광 현상 또한 고려할 것입니다. 원하는 질량의 나노입자를 PBS 완충액으로 재구성한 후, 초음파 처리를 하여 입자를 균일하게 분산시킵니다. 다음으로, 나노입자 라이브러리를 딥 96웰 플레이트로 옮기고 샘플이 웰 플레이트 바닥에 가라앉을 때까지 기다립니다. 그런 다음, 피펫을 사용하여 모든 인접한 웰에 PBS 완충액을 웰 상단에서 1/4인치 지점까지 천천히 채웁니다.인접한 웰들 사이에 버퍼가 충분히 있어 웰 간에 자유롭게 흐를 수 있어야 합니다. 그다음, 릴리스 플레이트를 뚜껑으로 밀봉하고 37 °C에서 교반하며 놓아둡니다. 실험 기간 동안 정해진 시간 간격마다 9, 400 Typhoon 평판 형광 스캐너를 사용하여 적절한 들뜸, 레이저 및 방출 필터로 플레이트를 스캔합니다.스캔 후, 이미지 정량 소프트웨어를 사용하여 각 방출 단계에서 방출된 형광색소 결합 단백질의 양을 정량화합니다. 폴리머 화학에 따른 단백질 방출 역학을 결정하기 위해, 이 비디오에서 설명한 대로 SA 및 CPH 단량체로부터 합성된 폴리머 나노입자 라이브러리에 Texas Red BSA를 캡슐화했습니다. 단백질이 탑재된 나노입자를 37 °C에서 한 달 동안 배양하였으며, 이 기간 동안 단백질 방출 정량화를 위해 점진적인 시점마다 형광 스캔을 수행했습니다.여기에서 보여주는 바와 같이, 이 하이드로 처리량 방법은 A-C-P-H-S-A 폴리 무수물 나노입자 라이브러리로부터 Texas Red BSA 방출 동역학을 결정하는 데 활용되었습니다. Sarich 필름 화학 조성에 따라 방출 속도가 증가하는 화학 의존적 경향이 관찰되었습니다. 표준 단백질 정량 분석법을 사용했을 때도 유사한 결과가 얻어졌습니다.별도의 실험에서, CPT CPH 폴리무수물 필름 라이브러리(Poly Anhydride Film Libraries)로부터의 Texas Red BSA 방출을 평가한 결과, 여기에서 보시는 바와 같이 0차에 가까운 방출 속도론이 관찰되었으며, cpeg 함량이 높은 필름에서 단백질이 가장 빠르게 방출되어 생분해성 약물 전달 장치로서 의료 분야에 응용 가능성을 보여주었습니다. 이러한 결과는 고분자 화학 구조를 변경함으로써 치료제나 백신 항원의 원하는 방출 프로필을 조절할 수 있음을 나타냅니다. 이 절차에 이어, 단백질 안정성, 세포 독성, 세포 활성화 및 InVivo 생체 내 분포와 같은 분야를 조사하기 위한 다른 조합 방법들이 개발되었습니다.이러한 측면들은 약물 전달 및 조직 공학을 위한 생체 재료의 합리적 설계에 있어 중요합니다. 본 프로토콜의 전 과정 동안 적절한 개인 보호 장구(PPE)를 착용하고 안전한 실험실 절차를 준수하시기 바랍니다.

combinatorial-synthesis-high-throughput-protein-release-from-polymer

Research

연구

JoVE Journal

Bioengineering

생명공학

온 - 칩 photopolymerization 기술을 사용하여 폴리머 microarray의 형성에 대한 설명입니다. 원자 힘 현미경, 물 접촉 각도 측정, X-선 광전자 분광법 및 비행 차 이온 질량 분광법과 세포 부착 분석 시간을 사용하여 높은 처리량 표면 특성도 설명되어 있습니다.

Biomaterials 높은 처리량 발견을위한 폴리머 Microarrays

우리는 단백질 배열의 표현을위한 마이크로 유체 접근 방식을 제시한다. 이 장치는 마이크로 기계 밸브에 의해 제어 반응 챔버의 수천으로 구성되어 있습니다. 마이크로 유체 장치는 microarray 인쇄 유전자 도서관에 결합되어 있습니다. 이러한 유전자 그런 다음 베꼈 및 실험 사용할 준비가 단백질 배열의 결과로, 칩에 번역되어 있습니다.

마이크로 유체 플랫폼을 사용하여 높은 처리량 단백질 표현 생성기

이 문서에서는 높은 처리량 방법은 항원 제시 세포의 특정 수용체​​를 타겟에 더 이상 사용할 수 polyanhydride의 nanoparticles의 표면에 oligosaccharides과 첨부 파일의 합성을 위해 제공됩니다.

Polyanhydride의 Nanoparticles의 높은 처리량 탄수화물의 합성과 작용화

템플릿 무료 기판에 거시적 인 나노 입자 - 리간드 단층 영화를 기능화 및 자기 조립, 단순 강력하고 확장 성있는 기술은이 프로토콜에 설명되어 있습니다.

템플릿이없는 기판에 육안 나노 입자 - 리간드 단층 필름을 기능화 및 자기 조립 기술

우리는 다양한 유형의 폴리머 캡슐화 금속 나노 입자를 "호모-"및 "공중 합체"의 긴 사슬로 "중합"하기위한 프로토콜을보고합니다.

폴리스타이렌을 사용하여<em&gt; 블록</em&gt; 폴리 (아크릴산) 및 이들의 단독 중합체는 공중합 용 단량체로 피복 된 금속 나노 입자

비 교반 침전 중합 자극 성 폴리 (N- 이소 프로필 아크릴 아미드의) 좁은 크기 분포의 마이크로 겔의 합성에 대한 빠르고 재현성있는 조형 방법을 제공한다. 이 프로토콜 합성에서, 광 산란 특성과 넓은 필드 현미경 설정에서 이러한 마이크로 겔의 단일 입자의 형광 추적 증명된다.

제어 합성 및 매우 균일 한 폴리 형광 추적 (<em&gt; N</em&gt; 이소 프로필 아크릴 아미드) 미크로 겔

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.

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

여기에서, 우리는 통제된 순서로 단백질 중합체를 형성하는 효소에 의해 단백질 단량체를 융합하고 단 분자 힘 분광법 연구를 위한 표면에 그것을 고정화하는 프로토콜을 제시합니다.

단일 분자 힘 분광학을 위한 OaAEP1 중재된 효소 합성 및 중합단백질의 고정화

나노겔은 생물학적 제제 전달을 위한 우수하고 다재다능한 나노입자 플랫폼입니다. 단백질 기반 페이로드를 캡슐화할 수 있는 자극 반응성 폴리(에틸렌) 글리콜 기반 고분자 나노 겔은 수성 조건에서 1단계 가교 공동 나노중합 전략을 사용하여 합성되었습니다. 이러한 새로운 나노 입자의 최적 제조 및 특성화가 여기에 제시되어 있습니다.

Aqueous One-step Crosslinking 및 Co-nanopolymerization을 이용한 Stimuli-responsive Nanogel 합성

여기에서 우리는 외부 액상 없이 매크로 스케일 하이드로겔 매트릭스에 cell-free 단백질 합성 반응을 포함하기 위한 두 가지 프로토콜을 제시합니다.

거시적 규모의 하이드로겔에 cell-free 단백질 합성 반응을 임베딩하는 방법

여기에서는 수중수(water-in-oil) 에멀젼(플러그)의 조합 라이브러리를 생산하기 위한 폴리디메틸실록산(PDMS) 기반 이중층 장치의 제조를 소개합니다. 플러그 생산을 자동화하는 데 필요한 하드웨어 및 소프트웨어는 프로토콜에 자세히 설명되어 있으며 형광 플러그의 정량적 라이브러리 생산도 시연됩니다.

조합 플러그 생산을 위한 이중층 미세유체 장치

학습하세요 생분해성 폴리무수화물 필름과 나노입자 라이브러리의 조합 합성 및 고처리량 단백질 방출 검출 방법을. 이 기술은 약물 전달 및 조직 공학을 위한 생물재료 개발을 가속화합니다.

조합의 합성과 고분자 필름과 Nanoparticle 도서관에서 높은 처리량 단백질 출시

더 많은 동영상 탐색