Name: Protokół wytwarzania nanocząstek gliadyny-cyjanoakrylanu do powlekania hydrofilowego (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-07-08T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 1 s
Description: Poznaj protokół wytwarzania nanocząstek białkowych gliadyny-cyjanoakrylanu do szybkiego powlekania hydrofilowego powierzchni hydrofobowych. Metoda ta zmienia właściwości materiałów w mniej niż minutę.

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

Podziękowania dla Pana Jasona Adkinsa za fachową pomoc techniczną.

1. Odtłuszczająca komercyjna gliadyna
<ol>
	<li>Odmierzyć 150 ml acetonu za pomocą cylindra z podziałką i rozlać do 250 ml kolby Erlenmeyera.
	<ol>
		<li>Mieszając prętem wirowym na mieszadle magnetycznym w temperaturze pokojowej, dodaj 30 g dostępnego w handlu proszku gliadyny. Uszczelnić otwór kolby folią aluminiową i dalej mieszać O/N w pokrywie.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przefiltrować roztwór za pomocą bibuły filtracyjnej.
	<ol>
		<li>Przemyć filtrat świeżym acetonem (ok. 50 ml). Odstawić na 10 minut, aby aceton mógł spłynąć.</li>
		<li>Przenieś filtrat wraz z bibułą filtracyjną znajdującą się pod spodem do dużego naczynia, takiego jak kwadratowe naczynie do hodowli komórkowych. Przykryj całe naczynie dużą bibułą filtracyjną, aby spowolnić parowanie resztek acetonu.</li>
		<li>Pozostawić filtrat do całkowitego wyschnięcia w okapie O/N. Przechowywać odtłuszczoną gliadynę w hermetycznym pojemniku w temperaturze pokojowej.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Przygotowanie oczyszczonej gliadyny
<ol>
	<li>Odmierzyć 150 ml wody za pomocą cylindra z podziałką i wlać do 1 000 ml kolby Erlenmeyera.
	<ol>
		<li>Odmierzyć 350 ml absolutnego alkoholu etylowego za pomocą cylindra do bałaganu i wlać do tej samej kolby Erlenmeyera o pojemności 1 000 ml. Mieszać energicznie (800 - 1 000 obr./min) za pomocą pręta wirowego, aż z mieszaniny roztworu nie powstaną pęcherzyki.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Mieszając, dodaj 20 g odtłuszczonej komercyjnej gliadyny w proszku. Dodawaj gliadynę w małych ilościach na raz, aby uniknąć tworzenia się grudek zawierających powietrze w środku. Kontynuuj mieszanie O/N.</li>
	<li>Przenieść cały roztwór do pojemnika na bałagan o pojemności 1 000 ml. Odstawić na dwa dni. W tym czasie zanieczyszczenia będą wytrącać się na dnie cylindra.</li>
	<li>Przenieść supernatant do wyparki obrotowej za pomocą pipety i usunąć etanol z supernatantu w jak największym stopniu. Wraz ze zmniejszeniem procentowej zawartości etanolu gliadyna pojawi się w roztworze w postaci agregatu.</li>
	<li>Zamrozić roztwór zawierający agregaty gliadyny przez zanurzenie/obrócenie w mieszaninie metanolu i suchego lodu i liofilizować w temperaturze -70 °C w próżni. Przed liofilizacją upewnij się, że cały roztwór jest zamrożony bez płynu. 
	UWAGA: Liofilizowana gliadyna utworzy porowate ciało stałe.</li>
	<li>Liofilizowaną gliadynę rozdrobnić moździerzem i tłuczkiem, a następnie zmielić młynkiem do kawy do uzyskania drobnej mocy (<0,5 mm). Przenieś produkt do hermetycznego pojemnika i przechowuj w temperaturze RT.</li>
</ol>
3. Reakcja polimeryzacji ECA z gliadyną
<ol>
	<li>Umieścić fiolkę scyntylacyjną (objętość około 20 ml) na wadze wagowej i wytarować. Dodać 3,2 g wody destylowanej i 6,8 g absolutnego etanolu do fiolki do naczynia do napełniania.</li>
	<li>Przenieść fiolkę scyntylacyjną na mieszadło magnetyczne, włożyć wirówkę magnetyczną (20 x 3 mm) do fiolki i energicznie mieszać (800 - 1 000 obr./min), aż z wodnej mieszaniny etanolu nie powstanie pęcherzyk powietrza.</li>
	<li>Dodać 40 μl 4 N HCl do fiolki, mieszając. Dodać 20 mg gliadyny do fiolki, mieszając i mieszając tak długo, aż gliadyna w proszku całkowicie rozpuści się w wodnej mieszaninie etanolu.</li>
	<li>Po upewnieniu się, że roztwór gliadyny jest przezroczysty gołym okiem, powoli dodaj 80 - 100 μl ECA, podczas gdy prędkość mieszania nadal wynosi 800 - 1 000 obr./min.
	<ol>
		<li>Zmniejsz prędkość mieszania do 500 obr./min i kontynuuj mieszanie przez 1 godzinę. W miarę postępu reakcji obserwuj zmętnienie, które wskazuje, że reakcja polimeryzacji jest w toku.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Po zakończeniu reakcji przenieś roztwór do probówek wirówkowych i zrównoważ wagę probówek. Odwirować produkt reakcji przy 10 000 x g przez 20 minut. W tym czasie produkt uboczny wytrąca się, a nanocząstki pozostają w supernantancie. Głównym składnikiem produktu ubocznego jest homopolimer PACA.</li>
	<li>Po odwirowaniu przenieś wyprodukowaną zawiesinę nanocząstek (supernatant) za pomocą pipety do fiolki scyntylacyjnej (lub dowolnego hermetycznego pojemnika) i przechowuj ją w temperaturze pokojowej.</li>
</ol>
4. Charakterystyka produktu
<ol>
	<li>Przygotować 10 g wodnego roztworu etanolu o stężeniu 68% wag., mieszając 3,2 g wody i 6,8 g etanolu absolutnego w 20 ml fiolki scyntylacyjnej i mieszać tak długo, aż z mieszaniny roztworu nie powstanie pęcherzyk.
	<ol>
		<li>Dodać 40 μl 4 N HCl do mieszaniny roztworów, mieszając. Dodać 50 μl zawiesiny nanocząstek do przygotowanego roztworu etanolu, mieszając.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zmierz wielkość nanocząstki za pomocą dynamicznego rozpraszania światła (DLS) przy użyciu próbki roztworu przygotowanej powyżej i postępuj zgodnie z instrukcjami producenta. 
	UWAGA: Rozmiar produktu końcowego musi być mniejszy niż 200 nm. Jeśli jest większy niż 200 nm, produkt nie będzie stabilny przez dłuższy czas. Większe nanocząstki są wytwarzane, gdy zastosowany ECA nie jest świeży.</li>
</ol>
5. Badanie produktu
<ol>
	<li>Przygotuj szklaną płytkę, taką jak lusterko ręczne. Umyj powierzchnię szklanej płytki wodą z mydłem. Spłucz powierzchnię szklanej płytki pod bieżącą wodą. Osusz oczyszczoną powierzchnię lub użyj bez suszenia do następnego kroku.</li>
	<li>Rozpylić zawiesinę nanocząstek otrzymaną w ppkt 3.6) na część płytki szklanej i natychmiast spłukać powierzchnię płynącą wodą.</li>
	<li>Spryskaj czystą wodą powierzchnię szklanej płyty. Obserwuj, jak pokryta (spryskana zawiesiną nanocząstek) powierzchnia utrzymuje warstwę wody, podczas gdy niepowlekana powierzchnia jest czysta.</li>
</ol>

<ol><li>Vauthier, C., Dubernet, C., Fattal, E., Pinto-Alphandary, H., Couvreur, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Poly%28alkylcyanoacrylates%29+as+biodegradable+materials+for+biomedical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Drug+Deliver.+Rev%22%5BJournal%5D)">Poly(alkylcyanoacrylates) as biodegradable materials for biomedical applications.</a> Adv. Drug Deliver. Rev. 55, 519-548 (2003).</li>
<li>Wieser, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemistry+of+gluten+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Chemistry of gluten proteins.</a> Food Microbiol. 24, 115-119 (2007).</li>
<li>Bietz, J. A., Wall, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identity+of+high+molecular+weight+gliadin+and+ethanol+soluble+glutenin+subunits+of+wheat%3A+Relation+to+gluten+structure%5BTitle%5D)+AND+%22Cereal+Chem%22%5BJournal%5D)">Identity of high molecular weight gliadin and ethanol soluble glutenin subunits of wheat: Relation to gluten structure.</a> Cereal Chem. 57, 415-421 (1980).</li>
<li>Kim, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+composites+by+using+gliadin+as+a+bonding+material%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cereal+Sci%22%5BJournal%5D)">Production of composites by using gliadin as a bonding material.</a> J. Cereal Sci. 54, 168-172 (2011).</li>
<li>Kim, S., Kim, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+gliadin-poly%28ethyl+cyanoacrylate%29+nanoparticles+for+hydrophilic+coating%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Nanopart.+Res%22%5BJournal%5D)">Production of gliadin-poly(ethyl cyanoacrylate) nanoparticles for hydrophilic coating.</a> J. Nanopart. Res. 16, 1-10 (2014).</li>
<li>Behan, N., Birkinshaw, C., Clarke, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Poly+n-butyl+cyanoacrylate+nanoparticles%3A+a+mechanistic+study+of+polymerisation+and+particle+formation%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Poly n-butyl cyanoacrylate nanoparticles: a mechanistic study of polymerisation and particle formation.</a> Biomaterials. 22, 1335-1344 (2001).</li>
<li>Nicolas, J., Couvreur, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+of+poly%28alkyl+cyanoacrylate%29-based+colloidal+nanomedicines%5BTitle%5D)+AND+%22Wiley+Interdiscip.+Rev.+Nanomed.+Nanobiotechnol%22%5BJournal%5D)">Synthesis of poly(alkyl cyanoacrylate)-based colloidal nanomedicines.</a> Wiley Interdiscip. Rev. Nanomed. Nanobiotechnol. 1, 111-127 (2009).</li>
<li>Kim, S., Evans, K., Biswas, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+BSA-poly%28ethyl+cyanoacrylate%29+nanoparticles+as+a+coating+material+that+improves+wetting+property%5BTitle%5D)+AND+%22Colloid+Surface.+B%22%5BJournal%5D)">Production of BSA-poly(ethyl cyanoacrylate) nanoparticles as a coating material that improves wetting property.</a> Colloid Surface. B. 107, 68-75 (2013).</li>
<li>Lander, L. M., Siewierski, L. M., Brittain, W. J., Vogler, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+systematic+comparison+of+contact+angle+methods%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">A systematic comparison of contact angle methods.</a> Langmuir. 9, 2237-2239 (1993).</li>
<li>Davies, J., Nunnerley, C. S., Brisley, A. C., Edwards, J. C., Finlayson, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+Dynamic+Contact+Angle+Profile+Analysis+in+Studying+the+Kinetics+of+Protein+Removal+from+Steel+Glass%2C+Polytetrafluoroethylene%2C+Polypropylene%2C+Ethylenepropylene+Rubber%2C+and+Silicone+Surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22+J.+Colloid+Interf.+Sci%22%5BJournal%5D)">Use of Dynamic Contact Angle Profile Analysis in Studying the Kinetics of Protein Removal from Steel Glass, Polytetrafluoroethylene, Polypropylene, Ethylenepropylene Rubber, and Silicone Surfaces.</a> J. Colloid Interf. Sci. 182, 437-443 (1996).</li>
<li>Giolando, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nano-crystals+of+titanium+dioxide+in+aluminum+oxide%3A+A+transparent+self-cleaning+coating+applicable+to+solar+energy%5BTitle%5D)+AND+%22Sol.+Energy%22%5BJournal%5D)">Nano-crystals of titanium dioxide in aluminum oxide: A transparent self-cleaning coating applicable to solar energy.</a> Sol. Energy. 97, 195-199 (2013).</li>
</ol>

Wzmianki o nazwach handlowych lub produktach komercyjnych w tej publikacji służą wyłącznie dostarczeniu konkretnych informacji i nie oznaczają rekomendacji ani poparcia ze strony Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych. USDA jest dostawcą równych szans i pracodawcą.

Istnieje kilka krytycznych etapów produkcji zawiesiny nanocząstek. Jeśli oczyszczona gliadyna zawiera zanieczyszczenia, w wyniku reakcji z ECA powstaną produkty uboczne. Chociaż te niepożądane produkty mogą zostać usunięte z pożywki reakcyjnej na etapie wirowania, obniża to wydajność głównego produktu. Jeżeli roztwór gliadyny przygotowany podczas etapu doświadczalnego 2.3) nie wykazuje wyraźnego oddzielenia między supernatantem a osadem po dwóch dniach, roztwór musi stać przez dłuższy czas. Stosowanie świeżego ECA ma ogr...

Celem tego artykułu jest pokazanie protokołu przygotowania zawiesiny nanocząstek, która modyfikuje właściwości zwilżania materiałów za pomocą prostego sprayu. Prezentowana zawiesina nanocząstek wykonana jest z cyjanoakrylanu alkilu1 i białka zbożowego gliadyny2,3. Podczas procesu produkcyjnego w wodnym roztworze etanolu4 powstają agregaty białkowe. W wyniku kolejnej reakcji z monomerem (cyjanoakrylanem alkilu) powstaje nanocząstka, która składa się z rdzenia białkowego otoczonego liniowymi łańcuchami polimerowymi [poli(cyjanoakrylan alkilu)]5.
Poli(cyjanoakrylan alkilu)s są biodegradowalne i zostały użyte do produkcji nanocząstek poprzez polimeryzację emulsyjną6. Reakcja ta jest spontanicznie inicjowana przez grupy hydroksylowe zdysocjowane od wody lub przez inne grupy nukleofilowe w pożywce reakcyjnej7. W przypadku reakcji przedstawionej w niniejszym artykule grupy aminowe na powierzchni agregatów białkowych inicjują reakcję polimeryzacji monomerów cyjanoakrylanualkilu 5,8. W wyniku tej reakcji w środowisku reakcyjnym powstają nanocząstki. Rdzeń nanocząstki to agregaty białkowe, a warstwa zewnętrzna to łańcuchy poli(cyjanoakrylanu alkilu) (PACA). Przygotowana nanocząstka wykazuje silne powinowactwo do większości materiałów (a dokładniej do każdego materiału, do którego PACA może się adsorbować) i przylega do ich powierzchni, tworząc cienką powłokę w skali nanometrowej. Prosta powłoka natryskowa natychmiast zmienia powierzchnię materiałów na hydrofilową.
Gliadyna jest jedną z głównych frakcji glutenu, który znajduje się w bielmie pszenicy. Gliadyny to głównie białka monomeryczne o masie cząsteczkowej około 28 000 - 55 000. Wiązania niekowalencyjne, takie jak wiązania wodorowe, wiązania jonowe i wiązania hydrofobowe, są odpowiedzialne za agregację gliadyn2. Chociaż gliadyna została wybrana jako reagent w tym artykule, wiele innych białek może być również używanych do tego samego celu. Jednak warunek reakcji musi być odpowiednio zmodyfikowany, ponieważ warunek indukcji agregacji zależy od rodzaju białka, które ma być zastosowane8. W porównaniu z innymi białkami gliadyna jest łatwiej dostępna, oczyszczanie jest proste, a koszty produkcji niskie. Chociaż cyjanoakrylan etylu (ECA) jest wybierany jako monomer do prezentowanej reakcji, do tej samej reakcji można również zastosować inne cyjanoakrylany alkilowe. Powodem, dla którego warto wybrać ECA, jest to, że jest on łatwo dostępny i tani.

<table><tbody><tr><td>Monomer cyjanoakrylanu etylu (ECA)</td><td>K& R International (Laguna Niguel, CA)</td><td>I-1605</td><td>Można użyć dowolnego czystego ECA.</td></tr><tr><td>Gliadin</td><td>MGP Ingredients, Inc (Atchison, KS)</td><td>Prezent od firmy</td><td>Gliadin można kupić w Sigma-Aldrich (kat #: G3375-25G). Zamiast gliadyny, dowolna reklama&nbsp; Można użyć glutenu.</td></tr><tr><td>HCl</td><td>Dowolna</td><td></td><td>Można użyć dowolnej substancji chemicznej klasy odczynnika.</td></tr><tr><td>Aceton</td><td>Dowolny</td><td></td><td>: Można użyć dowolnego odczynnika chemicznego.</td></tr><tr><td>Metanol</td><td>Dowolny</td><td></td><td>: Można użyć dowolnego odczynnika chemicznego.</td></tr><tr><td>Etanol (100%)</td><td>Można użyć dowolnego</td><td></td><td>odczynnika chemicznego.</td></tr><tr><td>Bibuła filtracyjna</td><td>Dowolna</td><td></td><td>Można użyć dowolnej jakości bibuły filtracyjnej większej niż 10 cm.</td></tr><tr><td>Kwadratowe naczynie do hodowli komórkowych</td><td>Dowolne</td><td></td><td>Można użyć dowolnego naczynia większego niż 20 x 20 cm.</td></tr><tr><td>Młynek do kawy</td><td>Dowolna</td><td></td><td>Można użyć dowolnego młynka do kawy.</td></tr><tr><td>Parownik obrotowy</td><td>Dowolna</td><td></td><td>Można użyć dowolnej parownika obrotowej.</td></tr><tr><td>Liofilizator</td><td>Dowolny</td><td></td><td>liofilizator, który może osiągnąć -70 & stopni; Można użyć C.</td></tr><tr><td>Wirówka</td><td>Dowolna</td><td></td><td>Można użyć dowolnej wirówki, która może zastosować 1,000 x g.</td></tr><tr><td>Mieszadło magnetyczne</td><td>Dowolne</td><td></td><td>Można użyć dowolnego mieszadła magnetycznego, które może obrócić pręt wirujący do 1,000 obr./min.</td></tr><tr><td>Dynamiczne rozpraszanie światła (DLS)</td><td>Brookhaven Instruments Corporation</td><td>NanoBrook Omni Zeta Potential Analyzer</td><td>DLS firmy może być używany przez dowolną firmę.</td></tr><tr><td>Skaningowy mikroskop elektronowy (SEM)</td><td>Carl Zeiss Inc.</td><td></td><td>Można użyć dowolnego SEM.</td></tr><tr><td>Dynamiczny kąt zwilżania (DCA)</td>Instrumenty <td></td><td>Thermo Cahn</td><td>Można użyć dowolnego DCA.</td></tr></tbody></table>

protokół wytwarzania nanocząstek gliadyny-cyjanoakrylanu do powlekania hydrofilowego

A Protocol for the Production of Gliadin-cyanoacrylate Nanoparticles for Hydrophilic Coating

Ten artykuł przedstawia protokół produkcji nanocząsteczek na bazie białek, który zmienia hydrofobową powierzchnię na hydrofilową za pomocą prostego powlekania natryskowego. Te nanocząstki są wytwarzane w reakcji polimeryzacji cyjanoakrylanu alkilu na powierzchni cząsteczek białka zbożowego (gliadyny). Cyjanoakrylan alkilu jest monomerem, który natychmiast polimeryzuje w temperaturze pokojowej po nałożeniu na powierzchnię materiałów. Jego reakcja polimeryzacji jest inicjowana przez śladowe ilości słabo zasadowych lub nukleofilowych gatunków na powierzchni, w tym wilgoć. Po polimeryzacji spolimeryzowane cyjanoakrylany alkilowe wykazują silne powinowactwo do materiałów obiektowych, ponieważ grupy nitrylowe znajdują się w szkielecie poli(cyjanoakrylanu alkilu). Białka działają również jako inicjator tej polimeryzacji, ponieważ zawierają grupy aminowe, które mogą zainicjować polimeryzację cyjanoakrylanu. Jeśli zagregowane białko jest używane jako inicjator, agregat białkowy jest otoczony hydrofobowymi łańcuchami poli(cyjanoakrylanu alkilu) po reakcji polimeryzacji cyjanoakrylanu alkilu. Kontrolując warunki eksperymentalne, wytwarzane są cząstki w zakresie nanometrów. Wytworzone nanocząstki łatwo adsorbują się na powierzchni większości materiałów, w tym szkła, metali, tworzyw sztucznych, drewna, skóry i tkanin. Gdy powierzchnia materiału jest spryskiwana wytworzonej zawiesiną nanocząstek i spłukiwana wodą, struktura micelarna nanocząstki zmienia swoją konformację, a białka hydrofilowe są wystawione na działanie powietrza. W rezultacie powierzchnia pokryta nanocząstkami zmienia się w hydrofilową.

Nanocząstki można przygotować w różnych warunkach reakcji. Gliadyna tworzy agregaty w szerokim zakresie zawartości etanolu5. Jednakże rozmiar agregatów musi być jak najmniejszy, ponieważ do agregatu zostanie dodana dodatkowa warstwa (t.j. spolimeryzowany ECA), a proces ten zwiększy końcowy rozmiar. Jeśli końcowy rozmiar cząstki będzie zbyt duży, cząstka stanie się niestabilna i będzie łatwo ulegać precypitacji. Dlatego jako środowisko reakcyjne wybrano 68% wodny roztwó...

Ten artykuł przedstawia protokół produkcji nanocząsteczek na bazie białek, który zmienia hydrofobową powierzchnię na hydrofilową. Wyprodukowana nanocząstka jest zespołem kopolimerów diblokowych gliadyny i cyjanoakrylanu. Natryskiwanie wytworzonej nanocząstki zmienia powierzchnię materiału docelowego na powierzchnię hydrofilową.

Protokół wytwarzania nanocząstek gliadyny-cyjanoakrylanu do powlekania hydrofilowego

This article presents a protocol for the production of protein-based nanoparticles that changes the hydrophobic surface to hydrophilic by a simple spray ...

Ogólnym celem niniejszej demonstracji jest przedstawienie protokołu produkcji nanocząsteczek białkowych, które zmieniają powierzchnie hydrofobowe w hydrofilowe. Demonstracja ta pokazuje, w jaki sposób produkuje się nanocząsteczki białkowe do powłok hydrofilowych oraz jak skutecznie działają one na powierzchni materiałów docelowych. Główną zaletą tej techniki jest fakt, że proces powlekania trwa mniej niż minutę.Demonstrację przeprowadzi mój technik, Jason Adkins, który pracuje w laboratorium USDA od 16 lat. Aby rozpocząć tę procedurę, odmierz 150 ml acetonu za pomocą cylindra miarowego i przelej go do kolby Erlenmeyera o pojemności 250 ml. Mieszając, dodaj do kolby z acetonem 30 g komercyjnego proszku gliadyny.Zamknąć wylot kolby folią aluminiową i kontynuować mieszanie roztworu w temperaturze pokojowej przez noc. Następnego dnia przefiltrować roztwór przez papier filtracyjny. Następnie przemyć retentat około 50 mililitrami świeżego acetonu.Po filtracji przenieść retentat oraz papier filtracyjny do kwadratowej płytki hodowlanej. Przykryć płytkę dużym kawałkiem papieru filtracyjnego, aby spowolnić odparowywanie pozostałego acetonu. Po wysuszeniu odtłuszczonej gliadyny przez noc, przenieść ją do szczelnego pojemnika i przechowywać na blacie laboratoryjnym.Następnie odmierzyć 150 mililitrów wody dejonizowanej za pomocą cylindra miarowego i przelać ją do kolby Erlenmeyera o pojemności 1 000 mililitrów. Odmierzyć 350 mililitrów etanolu bezwodnego za pomocą cylindra miarowego i dodać go do kolby zawierającej wodę dejonizowaną. Mieszać roztwór energicznie, aż do całkowitego zaniku pęcherzyków powietrza.Następnie dodaj 20 g odtłuszczonego proszku gliadyny do mieszanego roztworu. Po mieszaniu przez noc przlej cały roztwór do cylindra graduowanego o pojemności 1 000 ml i pozostaw go na dwa dni. Po tym czasie przenieś nadsącz do kolby okrągłodennej za pomocą elastycznego wężyka i usuń z nadsączu jak najwięcej etanolu za pomocą ewaporatora obrotowego.W tym momencie zamroź roztwór zawierający agregaty gliadyny, zanurzając kolbę w mieszaninie metanolu i suchego lodu. Następnie poddaj próbkę liofilizacji w temperaturze 70 stopni Celsjusza pod próżnią. Rozdrobnij liofilizowaną gliadynę za pomocą moździerza i tłuczka, a następnie zmiel w młynku do kawy, aby uzyskać drobny proszek.Następnie przenieść proszek do szczelnego pojemnika i przechowywać w temperaturze pokojowej. W celu przeprowadzenia reakcji polimeryzacji do odważonej fiolki scyntylacyjnej dodać 3,2 g wody destylowanej oraz 6,8 g absolutnego etanolu. Mieszać roztwór intensywnie, aż do czasu, gdy nie będą już widoczne pęcherzyki powietrza.Następnie, podczas mieszania, dodać do fiolki 40 µL kwasu solnego o stężeniu 4N. Dodać 20 mg oczyszczonego proszku gliadyny i kontynuować mieszanie aż do całkowitego rozpuszczenia proszku. Po upewnieniu się, że roztwór jest jednorodny, powoli dodać od 80 do 100 µL monomeru cyjanoakrylanu etylu podczas mieszania.Zmniejsz prędkość mieszania do 500rpm i kontynuuj mieszanie roztworu przez jedną godzinę. Po zakończeniu reakcji przelej roztwór do probówki do wirowania i zrównoważ wagę probówki. Wiruj próbkę przy 10 000 ×g przez 20 minut.Po odwirowaniu przenieś otrzymaną zawiesinę nanocząsteczek za pomocą pipety do fiolki scyntylacyjnej i przechowuj ją w temperaturze pokojowej. Aby scharakteryzować produkt, przygotuj 68-procentowy roztwór etanolu wodnego w 20-mililitrowej fiolce scyntylacyjnej. Mieszaj roztwór, aż do momentu, gdy nie będą już widoczne pęcherzyki powietrza.Następnie, podczas mieszania, dodać do roztworu 40 µL czterokrotnego kwasu solnego oraz 50 µL zawiesiny nanocząsteczek. Następnie zmierzyć rozmiar nanocząsteczek za pomocą dynamicznego rozpraszania światła, zgodnie z instrukcjami producenta. W tym momencie umyć powierzchnię szklanej płytki, na przykład lusterka ręcznego, wodą z mydłem.Nanieś zawiesinę nanocząsteczek natryskowo na część płytki szklanej, a następnie niezwłocznie opłucz powierzchnię wodą. Po tym kroku spryskaj wodą całą powierzchnię płytki szklanej. Zaobserwuj różnicę między powierzchnią powlekaną a niepowlekaną.Wraz ze spadkiem zawartości etanolu w zawiesinie nanocząsteczek, powierzchnia każdej z nich staje się silnie naładowana, a hydrofilowość powierzchni cząstek znacząco wzrasta. Obraz SEM zaabsorbowanych nanocząsteczek wykazuje, że są one dobrze rozproszone na powierzchni szklanej płytki, a pomiędzy cząstkami znajdują się wystarczające przestrzenie, aby światło mogło przez nie przenikać. Taki rozkład przestrzenny cząstek oraz ich niewielki rozmiar wyjaśniają, dlaczego powłoka nie wpływa na przezroczystość szklanej płytki.Kąty zwilżania szkła i polistyrenu przed i po pokryciu nanocząsteczkami wykazują, że napięcie powierzchniowe znacznie spada po nałożeniu powłoki. Efekt powlekania można łatwo zwizualizować, porównując zwilżalność poliwęglanu przed i po pokryciu go nanocząstkami. Prawa połowa, która została pokryta nanocząsteczkami, tworzy cienką warstwę wody, podczas gdy lewa niepowlekana połowa tworzy krople wody, co pokazuje, że woda nie zwilża powierzchni.Gdy szkło samochodowe pokryte nanocząsteczkami oraz niepokryte potraktowano wodą, na szkle pokrytym utworzyła się cienka warstwa wody, podczas gdy na szkle niepokrytym pojawiły się krople wody, co dowodzi, że szkło pokryte zapewnia lepszą widoczność. Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo posiadać dobrą wiedzę na temat przygotowywania nanocząsteczek na bazie białek oraz sposobów ich wykorzystania do zmiany właściwości zwilżania materiałów.

a-protocol-for-production-gliadin-cyanoacrylate-nanoparticles-for

Research

JoVE Journal

Chemistry

Chemia

Niniejszy artykuł opisuje metodę nanoprecypitacji do syntezy nanocząsteczek polimerowych z wykorzystaniem kopolimerów diblokowych. Omówimy syntezę kopolimerów diblokowych, technikę nanoprecypitacji oraz potencjalne zastosowania.

Formułowanie diblokowych nanocząstek polimerowych za pomocą techniki nanoprecypitacji

W niniejszym artykule przedstawiono wysokoprzepustową metodę syntezy oligosacharydów oraz ich przyłączania do powierzchni nanocząsteczek polianhydrydu w celu ich dalszego wykorzystania w celowaniu w specyficzne receptory na komórkach prezentujących antygen.

Wysokoprzepustowa synteza węglowodanów i funkcjonalizacja nanocząstek polianhydrydu

Prezentujemy nowy hydrożel poliakrylamidowy, zwany hydroksy-PAAm, który umożliwia bezpośrednie wiązanie białek ECM przy minimalnych kosztach i specjalistycznej wiedzy. Połączenie hydrożeli hydroksy-PAAm z nadrukiem mikrokontaktowym ułatwia niezależną kontrolę wielu sygnałów naturalnego mikrośrodowiska komórkowego w celu badania mechanostransdukcji komórkowej.

Przygotowanie hydrożeli hydroksy-PAAm do rozprzęgania efektów sygnałów mechanotransdukcji

Przygotowano rusztowanie do wstrzykiwań inżynierii tkankowej składające się z mikrocząsteczek poli(N-izopropylacrylamidu)-siarczanu chondroityny (PNIPAAm-g-CS)-zawierającego poli(N-izopropylacrylamid). W tym badaniu analizowana jest siła adhezji, właściwości pęcznienia i biokompatybilność in vitro. Opracowane tutaj techniki charakterystyki mogą mieć zastosowanie do innych systemów termożelowania.

Synteza termożelujących kompozytów siarczanowych poli(N-izopropylacyloamidu)-grafto-chondroityny z mikrocząstkami alginianowymi dla inżynierii tkankowej

Przedstawiamy protokół syntezy hydrożeli funkcjonalizowanych RGD jako urządzeń do dostarczania komórek i leków. Procedura polega na katalizowanej miedzią cykloaddycji alkinowo-azydkowej (CuAAC) pomiędzy modyfikowanym alkinami kwasem poliakrylowym (PAA) a pochodną azydku RGD. Hydrożele powstają w procesie polikondensacji wspomaganej mikrofalami i badane są ich właściwości fizykochemiczne.

Synteza hydrożeli funkcjonalizowanych RGD jako narzędzie do zastosowań terapeutycznych

Flash NanoPrecipitation (FNP) to skalowalne podejście do produkcji polimerowych nanocząstek typu rdzeń-powłoka. Opisano preparaty na skalę laboratoryjną do kapsułkowania terapii hydrofobowych lub hydrofilowych.

Nanoprecypitacja błyskawiczna do enkapsulacji związków hydrofobowych i hydrofilowych w nanocząstkach polimerowych

Ten protokół opisuje syntezę i formułowanie wstrzykiwalnych, supramolekularnych biomateriałów hydrożelowych polimerowo-nanocząsteczkowych (PNP). Przedstawiono zastosowania tych materiałów do dostarczania leków, stabilizacji biofarmaceutycznej oraz enkapsulacji i dostarczania komórek.

Supramolekularne hydrożele polimerowo-nanocząsteczkowe do wstrzykiwań do zastosowań w dostarczaniu komórek i leków

Nanożele są doskonałą i wszechstronną platformą nanocząsteczek do dostarczania leków biologicznych. Reagujące na bodźce polimerowe nanożele na bazie glikolu poli(etylenowego), zdolne do kapsułkowania ładunków opartych na białkach, zsyntetyzowano przy użyciu jednoetapowej strategii sieciowania ko-nanopolimeryzacji w warunkach wodnych. Przedstawiono tutaj optymalne wytwarzanie i charakterystykę tych nowych nanocząstek.

Synteza nanożeli reagujących na bodźce przy użyciu wodnego jednoetapowego sieciowania i konanopolimeryzacji

Minimalizacja zmienności frakcji cząstek w granulowanych rusztowaniach ułatwia powtarzalne eksperymenty. W pracy opisano metody generowania rusztowań ziarnistych o kontrolowanych frakcjach cząstek do zastosowań w inżynierii tkankowej in vitro.

Kontrolowanie frakcji cząstek w mikroporowatych rusztowaniach z wyżarzonymi cząstkami do hodowli komórek 3D

Protokół przedstawiony tutaj pokazuje syntezę silnego kleju hydrożelowego żelu o-nitrozobenzaldehydu (żelatyna-NB). Żelatyna-NB ma szybką i wydajną zdolność adhezji tkanek, co może tworzyć silną barierę fizyczną chroniącą powierzchnie ran, dlatego oczekuje się, że znajdzie zastosowanie w dziedzinie biotechnologii naprawy urazów.

Synteza mocnego kleju hydrożelowego, żelatyny O-nitrozobenzaldehydu

Ten artykuł opisuje protokoły wysokoprzepustowej produkcji mikrożelu żelowego z żelatyny metakryloylowej za pomocą urządzeń mikroprzepływowych, przekształcania mikrożeli w proszek do resuspensable (mikroaerożele), chemicznego łączenia mikrożeli w celu utworzenia granulowanych rusztowań hydrożelowych oraz opracowywania granulowanych biotuszy hydrożelowych o zachowanej mikroporowatości do biodruku 3D.

Rusztowania hydrożelowe żelatynowo-metakryloilowe granulowane: wysokoprzepustowa produkcja mikrożeli, liofilizacja, montaż chemiczny i biodruk 3D

Poznaj protokół wytwarzania nanocząstek białkowych gliadyny-cyjanoakrylanu do szybkiego powlekania hydrofilowego powierzchni hydrofobowych. Metoda ta zmienia właściwości materiałów w mniej niż minutę.

Protokół wytwarzania nanocząstek gliadyny-cyjanoakrylanu do powlekania hydrofilowego

Przeglądaj więcej filmów