2018년 8월 11일
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.
우리는 복잡한 나노 구조를 조립하기 위해 플래시 나노 침전을 사용하면 화학, 공학 또는 나노 물질 과학에 대한 광범위한 경험이없는 연구원들이 자신의 특정 응용 분야와 요구에 맞게 고급 약물 전달 시스템을 독립적으로 제조 할 수 있다고 믿습니다. 이 기술의 주요 장점은 고농도, 낮은 다분산성에서 다양한 나노 구조를 대량으로 생성하고 무균 조건에서 형성된 저분자 약물 및 단백질을 포함한 생체 활성 분자로 가득 차 있다는 것입니다. 일반적으로 폴리머 합성을 처음 접하는 개인은 폴리프로필렌 황화물 성분이 공기 노출로 인한 산화에 매우 민감하기 때문에 어려움을 겪을 수 있습니다.
이 방법의 시각적 시연은 여러 충돌 단계가 연속적으로 매우 빠르게 수행되어야 하기 때문에 배우기 어렵기 때문에 매우 중요합니다. 밀폐된 충돌 제트 또는 CIJ 믹서를 멸균하려면 생물 안전 캐비닛 내에서 작업하여 모든 부품을 영점 1몰 수산화나트륨으로 분해한 상태로 믹서를 밤새 담그십시오. CIJ 믹서를 재조립하고 루어록 주사기를 사용하여 믹서를 통해 내독소가 없는 물을 흐르게 하고, 물의 pH를 테스트하고, pH가 중성으로 등록될 때까지 물을 계속 흐르게 합니다.
충돌 용액 1을 준비하려면 먼저 합성된 폴리머 20mg의 무게를 1점 5밀리리터 튜브에 넣습니다. 그런 다음 소수성 염료, 약물 또는 기타 화물을 추가합니다. 마지막으로, 500 마이크로 리터의 100 % 테트라 하이드로 푸란을 폴리머와화물에 첨가하고 격렬하게 소용돌이하여 용해시킵니다.
충돌 용액 2를 준비하려면 폴리머 소포 내에 적재될 친수성 화물을 500마이크로리터의 수성 완충액에 용해시킵니다. 2.5ml의 수성 완충액을 적절한 크기의 저장소에 추가합니다. 이제 믹서의 유출수가 저장소로 직접 들어가도록 CIJ 믹서 아래에 저장소를 놓습니다.
충돌 용액을 별도의 1 밀리리터 플라스틱 일회용 주사기에로드하고, CIJ 믹서 상단의 luerlock 어댑터에 주사기를 삽입하여 용액을 서로 충돌시켜 동시에 나노 구조를 형성합니다. 한 번의 부드럽고 빠른 동작으로 두 주사기를 동시에 동일한 힘으로 누릅니다. 여러 번의 충돌을 수행하려는 경우, valtower 유기 용매의 손실을 줄이기 위해 가능한 한 빨리 수행하는 것이 중요합니다.
여러 번의 충돌을 수행하려면 초기 나노 구조 용액을 두 개의 주사기로 나누고 이 단계를 최대 4회 더 반복합니다. 수성 완충액으로 채워진 저장소에 유출물을 수집하고 혼합을 보장하기 위해 부드럽게 저어줍니다. 하역된 화물과 유기 용제를 제거하는 몇 가지 옵션이 있습니다.
나노캐리어 제형은 excise exclusion 또는 desalting column, tangential flow filtration system, vacuum desiccation 또는 여기에 설명된 바와 같이 투석을 통해 제거할 수 있습니다. 충돌에 사용된 것과 동일한 수성 완충액 및 저장소에서 nanocarrier 제형을 투석합니다. 최소 24시간 동안 적절한 분자량 컷오프의 튜브를 사용하고 최소 두 번의 완충액을 교체하십시오.
하역된 화물이 유기 용매에서 제거되면 제조업체의 지침에 따라 스핀 농축기 시스템을 사용하여 나노캐리어 제형을 농축합니다. 나노 캐리어는 섭씨 4도에서 몇 주에서 몇 달 동안 보관할 수 있습니다. 보관 후 사용하기 전에 나노캐리어 제형을 잠시 와류화해야 합니다.
텍스트 프로토콜에 설명된 대로 고속 주사기 펌프의 제작을 수행합니다. 자동 실행 모드를 사용하려면 메인 메뉴에서 자동 실행을 선택합니다. 이 시스템은 모터가 주사기 배출 플랫폼을 정밀 슬라이드의 시작 부분에 자동으로 배치할 수 있도록 사용자에게 메시지를 표시합니다.
계속하기 전에 금속판 앞뒤의 경로가 깨끗한지 확인하십시오. CIJ 믹서를 후방 배출 캐리지의 직사각형 개구부에 넣습니다. 그런 다음 이전과 같이 1밀리리터 플라스틱 주사기를 로드하고 CIJ 믹서의 암 루어 커넥터에 주사기를 장착합니다.
기기를 실행하기 전에 원하는 모터 속도를 설정하고 시스템이 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 깨끗한지 확인하십시오. 반응물을 주사기에서 CIJ 믹서로 배출하려면 소프트웨어 인터페이스에서 실행 버튼을 누르십시오. 대표적인 극저온 투과 전자 현미경 사진은 반복적인 충돌 후 더 작고 더 많은 단분산 중합체를 보여줍니다.
동적 광 산란 분석은 반복적인 충돌 후 폴리머솜의 크기 분포가 왼쪽으로 이동하는 것을 확인했습니다. 5번의 반복적인 충돌 후, 폴리머솜의 평균 직경과 다분산도는 박막 재수화에 의해 형성된 압출된 샘플의 것과 일치합니다. 플래시 나노 침전은 폴리머솜에서 다양한 소수성 및 친수성 소분자 및 거대분자를 로드하는 데 사용할 수 있습니다.
이 방법은 면역 요법과 백신이 어떻게 기능하는지에 대한 통찰력을 제공할 수 있지만, 폴리머가 복잡한 나노 구조로 자체 조립되는 방법에 대한 연구에도 적용할 수 있습니다. 이 절차에 따라 동물 모델에 대한 정맥 주사 또는 피하 투여와 같은 다른 방법을 수행하여 어떤 세포 하위 집합이 나노 입자를 내부화하는지 또는 다른 나노 구조에 대한 제거 경로가 무엇인지 결정할 수 있습니다. 이 기술의 의미는 심장 질환 및 암 치료뿐만 아니라 감염성 질환에 대한 백신 개발로 확장되는데, 이러한 나노 캐리어는 매우 특이적인 면역 세포에 여러 약물을 표적으로 삼을 수 있기 때문입니다.
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본 논문은 플래시 나노침전법을 이용하여 자가 조립 나노운반체를 대량으로 제조하고 치료제를 탑재하는 프로토콜을 제시합니다. 이 기술을 통해 화학이나 공학 분야의 경험이 부족한 연구자들도 자신의 구체적인 필요에 맞춘 첨단 약물 전달 시스템을 구축할 수 있습니다.
플래시 나노침전법(Flash nanoprecipitation)은 생물활성 단백질과 면역 자극제를 다양한 합성 나노운반체에 빠르고 확장 가능하게 조립 및 탑재할 수 있게 하여, 약물 전달 및 면역 치료 연구를 위한 첨단 나노물질 제조의 대중화를 가능하게 합니다. 이러한 접근 방식은 기술적 장벽을 낮추어, 초기 발견 및 중개 연구 응용을 위해 크기, 형태 및 탑재량이 제어된 나노운반체의 재현 가능한 생산을 지원합니다. 또한 이 방법은 다양한 분자 화물을 위한 전달체의 표준화된 고효율 생성을 가능하게 함으로써 예측 신뢰도와 포트폴리오 유연성을 향상시킵니다.
이 방법은 초기 발견부터 리드 화합물 식별 및 전임상 연구에 이르기까지의 과정을 통합하여 가설 검증, 스크리닝 및 중개 연구를 지원합니다.