Name: Síntese, encapsulamento de hemoglobina e PEGilação biortogonal em nanopartículas hierárquicas porosas de UiO-66 para aplicações de entrega de oxigênio (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2026-05-08T13:10:00.000+00:00
Duration: 9 min 24 s
Description: Aprenda a sintetizar nanopartículas porosas hierárquicas de UiO-66 para encapsular hemoglobina e aplicar PEGilação biortogonal. Este protocolo escalável produz carreadores de oxigênio estáveis e biocompatíveis para aplicações biomédicas.

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<table><tbody><tr><td>2-amino-1,4-benzeno-carboxilico ácido &nbsp;</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>381071-25G</td><td></td></tr><tr><td>4-(2-Hidroxietil)piperazina-1-ácido etanossulfônico</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>H3375-100G</td><td></td></tr><tr><td>Acetona (99%)</td><td>VWR International (S&oslash; borg, DK)</td><td>23J244030</td><td></td></tr><tr><td>Ensaio de proteína do ácido cincinônico &nbsp;</td><td>Thermo Fisher Scientific (Roskilde, DK)</td><td>23235</td><td></td></tr><tr><td>Sangue bovino &nbsp;</td><td>SSI Diagnostica A/S (Hiller&oslash; d, DK)</td><td>77667</td><td></td></tr><tr><td>Tubo centrífuga</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Centrifugadora &nbsp;</td><td>Thermo Fisher Scientific Inc (Massachusetts, EUA)</td><td>75009903</td><td>Megafuge ST Plus série & nbsp;</td></tr><tr><td>Óxido de deutério</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>151882</td><td></td></tr><tr><td>Dibenzociclooctino-polietilenoglicol</td><td>BroadPharm</td><td>BP-23949</td><td></td></tr><tr><td>ácido dodecanoico &nbsp;</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>L556-1KG</td><td></td></tr><tr><td>Dulbecco' s Modified Eagle' s médio e negativo; glicose alta&nbsp;</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>11965092</td><td></td></tr><tr><td>Etanol (100%)</td><td>VWR International (S&oslash; borg, DK)</td><td>24L044013</td><td></td></tr><tr><td>Espectroscopia infravermelha por transformada de Fourier &nbsp;</td><td>Bruker (Billerica, EUA)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Analisador de hemox &nbsp;</td><td>TSC Scientific CRP (PA, EUA)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Plasma citado humano</td><td>TebuBio</td><td>SER-PLP25</td><td></td></tr><tr><td>Ácido clorídrico (37%)</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>320331-500ML</td><td></td></tr><tr><td>Software ImageJ</td><td>Institutos Nacionais de Saúde (EUA)</td><td></td><td>Versão 1.47t</td></tr><tr><td>Grade de carbono lacey (malha 300)</td><td>Agar Scientific Ltd., (Stansted Essex, Reino Unido)</td><td>AGS166-3H</td><td></td></tr><tr><td>Agitador magnético</td><td>IKA-Werke GmbH & Co. KG (,DE)</td><td>Identificação. Não.: 0010011496</td><td></td></tr><tr><td>MestReNova sofeware</td><td>Mestrelab Research (Espanha)</td><td></td><td>Versão 12</td></tr><tr><td>Analisador de área de superfície Micromeritics Tristar</td><td>Thermo Fisher Scientific Inc</td><td>ASAP 2020 Plus</td><td></td></tr><tr><td>Mini centrífuga</td><td>Eppendorf Nordic (H&oslash; rsholm, DK)</td><td>Nº de catálogo &nbsp; 5452000010</td><td></td></tr><tr><td>Soro de camundongo</td><td>Pesquisa Inovadora (Novi, MI, EUA)</td><td>IGMSCD1SER10ML</td><td></td></tr><tr><td>Aquecedor de abafamento&nbsp;</td><td>Nabertherm GmbH (Bremen, DE)</td><td>Fornalha de abafamento LE 6/11</td><td></td></tr><tr><td>N,N&prime;-dimetilformamida (99,9%)</td><td>VWR International (S&oslash; borg, DK)</td><td>250131a008</td><td></td></tr><tr><td>Equipamentos Nanodrop 2000c&nbsp;</td><td>Thermo Fisher</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ressonância magnética nuclear &nbsp;</td><td>Bruker (Billerica, EUA)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>O2 metro&nbsp;</td><td>PreSens (Regensburg, Alemanha)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Software Origin 2022</td><td>OriginLab Corporation (MA, EUA)</td><td></td><td>Versão 2022&nbsp;</td></tr><tr><td>Sensor de oxigênio</td><td>PreSens (Regensburg, DE)</td><td>Traço OXY-1 ST</td><td></td></tr><tr><td>Soro tampão com fosfato & nbsp;</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>P4417-50TAB</td><td></td></tr><tr><td>Leitor de placas</td><td>Tecan Group Ltd.&nbsp; (M&auml; nnedorf, CH)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Hexacianoferrato de potássio</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>60299-100G</td><td></td></tr><tr><td>Hidróxido de potássio</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>221473-500G</td><td></td></tr><tr><td>Difração de raios X em pó &nbsp;</td><td>Malvern Panalytical Ltd., (Malvern, Reino Unido)</td><td></td><td>Modelo: Malvern Panalytical Aeris Research 600W XRD para medições de pó (Lançado em 2020)</td></tr><tr><td>Vaso de pressão de fundo arredondado&nbsp;</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>SYNP170004-1EA</td><td></td></tr><tr><td>Microscopia eletrônica de varredura &nbsp;</td><td>Companhia FEI (Hillsboro, EUA)</td><td>Helios Nanolab 600 de feixe duplo FEI</td><td></td></tr><tr><td>cloreto de sódio &nbsp;</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>71376</td><td></td></tr><tr><td>Ditionita de sódio &nbsp;</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>71699-250G</td><td></td></tr><tr><td>Dodecilsulfato de sódio &nbsp;</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>L4509-100G</td><td></td></tr><tr><td>Synthware & comércio; Vaso de pressão de fundo arredondado</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>SYNP170003</td><td></td></tr><tr><td>Nitrito tert-butil &nbsp;</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>20370-100ml-F</td><td></td></tr><tr><td>Tetrahidrofurano (99,7%)</td><td>VWR International (S&oslash; borg, DK)</td><td>201022A004</td><td></td></tr><tr><td>Termoshaker</td><td>Grant Instruments (Cambridge) Ltd (Reino Unido)</td><td>PHMT-PSC18 (01012015020119)</td><td></td></tr><tr><td>Microscopia eletrônica de transmissão&nbsp;</td><td>Companhia FEI (Hillsboro, EUA)</td><td>FEI Tecnai T20</td><td></td></tr><tr><td>Trimetilsilylazida &nbsp;</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>155071-10G</td><td></td></tr><tr><td>Sistema TSC HEMOX DAQ</td><td>TSC Scientific CRP (PA, EUA)</td><td></td><td>Software analisador Hemox &nbsp;</td></tr><tr><td>Ultrosound sonicator&nbsp;</td><td>Branson Ultrasonics Corporation (Danbury, EUA)</td><td>SKU: 2410240003</td><td></td></tr><tr><td>Espectrofotômetro UV-Vis &nbsp;</td><td>Shimadzu (Kyoto, JP)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Forno a vácuo &nbsp;</td><td>Thermo Fisher Scientific Inc (Massachusetts, EUA)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Zetasizer Nano ZS</td><td>Malvern Panalytical Ltd., (Malvern, Reino Unido)</td><td>Número de série MAL1188530</td><td></td></tr><tr><td>Cloreto de Zircônio(IV)</td><td>Merck Life Science A/S (S&oslash; borg, DK)</td><td>357405-100G</td><td></td></tr></tbody></table>

síntese, encapsulamento de hemoglobina e pegilação biortogonal em nanopartículas hierárquicas porosas de uio-66 para aplicações de entrega de oxigênio

Synthesis, Hemoglobin Encapsulation and Biorthogonal PEGylation in Hierarchically Porous UiO-66 Nanoparticles for Oxygen Delivery Applications

Síntese, encapsulamento de hemoglobina e PEGilação biortogonal em nanopartículas hierárquicas porosas de UiO-66 para aplicações de entrega de oxigênio

Hemoglobin-based oxygen carriers (HBOCs) are an important platform for oxygen delivery to mitigate hypoxia in several biomedical contexts. However, free ...

O objetivo desta pesquisa é definir uma estrutura metal-orgânica estável, baseada em nanopartícula baseada em MOF, para encapsulamento de hemoglobina e entrega de oxigênio. A morfologia porosa hierarch pode superar a limitação de tamanho do poste para encapsulamento de hemoglobina, e a população superficial pode aumentar a estabilidade das partículas em ambientes fisiológicos. Para começar, pesar com precisão 50 miligramas de nanopartículas de UIO 66, amina hierarquicamente porosas preparadas em um frasco redondo de fundo de 25 mililitros.Adicione 10 mililitros de tetrahidrofurano ao frasco. Depois, ultrassonar a mistura por cinco minutos para dispersar completamente as partículas, produzindo uma suspensão opaca uniforme. Coloque o cantil de fundo redondo em um banho-maria com gelo em um agitador magnético ajustado para 400 RPM.Usando uma seringa de vidro, adicione 0,4 mililitros de nitrito de tert butílico em gotas ao longo de cinco minutos, mantendo a temperatura abaixo de cinco graus Celsius. Adicione imediatamente 0,35 mililitros de trimetila SL azida em gota a gota sob as mesmas condições frias. Pode aparecer uma leve efervescência, indicando progresso de nitrosação.Depois, envolva o banho-maria gelada em papel alumínio para proteger a reação da luz. Continue mexendo a mistura de reação no banho-maria gelada durante a noite. No dia seguinte, lave e seque o produto conforme mostrado.Depois, use espectroscopia FTIR para verificar a transformação química. Transfira cinco miligramas de nanopartículas de azida UIO 66, hierarquicamente porosas, para um tubo centrífugo de dois mililitros. Adicione 0,5 mililitros de buffer HEPES e faça sonicação por dois a cinco minutos.Adicione 0,5 mililitros de tampão HEPES contendo 20 miligramas por mililitro de hemoglobina e invista suavemente o tubo várias vezes para dispersar completamente as nanopartículas. Agora coloque o tubo em um shaker térmico e incube em temperatura ambiente, agitando a 1.000 RPM por duas horas. Após a incubação, centrifuge o tubo a 13.500 G por cinco minutos em temperatura ambiente, para pelletar as nanopartículas de azida UIO 66, carregadas hierarquicamente de hemoglobina.Depois, colete cuidadosamente o sobrenadante para quantificar a hemoglobina não retida. Lave o pellet suavemente três vezes com um mililitro de água ultrapura, pipeteando para cima e para baixo para remover a hemoglobina absorvida de forma solta. Depois, colete cuidadosamente o sobrenadante de cada lavagem para quantificar a hemoglobina aprisionada.Resuspenda o pellet final em 0,5 mililitros de água ultrapura e armazene em uma geladeira antes da caracterização. Use o ensaio de hemoglobina sulfato de louro sódico para determinar a hemoglobina aprisionada nos supernadantes coletados. Pipete 10 microlitros de cada sobrenadante em uma microplaca de 96 poços.Adicione 100 microlitros de sulfato de louro de sódio e incube por cinco minutos em temperatura ambiente, no escuro. Usando um espectrofotômetro visível ultravioleta, meça a absorção a 412 nanômetros. Em seguida, prepare diluição serial do estoque de hemoglobina no buffer HEPES para gerar uma curva padrão.Transfira as diluções preparadas para a placa de 96 poços preparada para gerar uma curva padrão para converter leituras de absorção em concentrações de hemoglobina. Transfira 10 miligramas das nanopartículas de azida UIO 66, carregadas hierarquicamente de hemoglobina, para um tubo centrífugo de dois mililitros, contendo 0,5 mililitros de água ultrapura, e sonice por dois a cinco minutos. Adicione 20 miligramas de dibenzociclooctano, modificado com polietilenoglicol para obter uma proporção equimolar de polietilenoglicol para nanopartículas.Faça um vórtice suave no tubo até que a mistura fique homogeneizada. Coloque o tubo em um shaker térmico e incube em temperatura ambiente, agitando a 1.000 RPM por uma hora. Depois, transfira o tubo para uma geladeira mantida a quatro graus Celsius para uma reação durante a noite.Centrifuge o tubo a 12.000 G por cinco minutos em temperatura ambiente para pelletar as nanopartículas UIO 66 modificadas com polietilenoglicol, carregadas de hemoglobina, hierarquicamente porosas. Depois, descarte o sobrenadante, que contém polietilenoglicol não reativo. Lave o pellet três vezes com água ultrapura de dois mililitros pipetando para cima e para baixo e centrifugando sob as mesmas condições demonstradas anteriormente.Ressuspenda as nanopartículas purificadas de hemoglobina pegilada, hierarquicamente porosas, UIO 66, em dois mililitros de água ultrapura. Guarde a suspensão a quatro graus Celsius. O coloide resultante parece homogêneo e levemente opalescente, indicando boa estabilidade de dispersão.Depois, confirme a pegilação bem-sucedida por espalhamento dinâmico da luz, ou DLS. Grupos amino de superfície foram convertidos com sucesso em azidetas. Isso foi demonstrado pelo aparecimento de uma característica azida assimétrica, faixa de estiramento em 2.122 centímetros inversos no espectro FTIR de nanopartículas azida UIO 66 hierarquicamente porosas.Essa faixa estava ausente nas nanopartículas de amina UIO 66 hierarquicamente porosas. O encapsulamento da hemoglobina foi visualmente indicado por uma mudança distinta de cor amarela para vermelha. A captação de nitrogênio diminuiu após a carga de hemoglobina, indicando a ocupação dos mesóporos por moléculas de hemoglobina.O potencial zeta das nanopartículas de azida UIO 66, hierarquicamente porosas, diminuiu de 42,9 milivolts para 20,4 milivolts após a encapsulação da hemoglobina. A conjugação bem-sucedida do polietilenoglicol foi confirmada pelo desaparecimento da vibração de estiramento das azidas em 2.122 centímetros inversos, e pelo aparecimento de sinais associados ao polietilenoglicol no espectro FTIR. A análise DLS mostrou um aumento no diâmetro hidrodinâmico de aproximadamente 114,9 para 140,8 nanômetros após a pegilação, mantendo um baixo PDI.Essa partícula possibilita a síntese de nanopartículas morfo hierárquicas porosas, encapsulamento de hemoglobina, peculação superficial e a avaliação da funcionalidade de liberação de oxigênio. Usando esse protocolo, caracterização física e química adicional e estudos funcionais podem ser realizados, incluindo a análise da liberação in vitro de oxigênio e biocompatibilidade de nanopartículas. Estudos futuros podem focar na preservação da funcionalidade da hemoglobina por motivos mais longos, como incorporar componentes para evitar degradação substancial.

synthesis-hemoglobin-encapsulation-biorthogonal-pegylation

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioengenharia

Apresentamos os princípios de medições de oxigênio por quenching fosforescência e da revisão do projeto porfirina baseado nanosensores dendríticas para geração de imagens de oxigênio em sistemas biológicos.

Síntese e calibração de nanossondas Phosphorescent for Imaging Oxigênio em Sistemas Biológicos

Este procedimento descreve como encapsular citocromo C (cyt. C) em sílica (SiO2) de sol-gel, processos esses géis para formar bioaerogels, e utilizar estes bioaerogels reconhecer rapidamente óxido nítrico (NO) por meio de uma reacção em fase gasosa. Este tipo de protocolo pode ajudar no futuro desenvolvimento de biossensores ou outros dispositivos bioanalíticos.

encapsulando citocromo<em&gt; C</em&gt; Em Silica Aerogel nanoarquiteturas sem metal nanopartículas, mantendo bioatividade em fase gasosa

Estruturas de metal-orgânicos são eficazes em armazenamento de gás e catálise heterogênea, mas resultado de métodos de síntese típica em pó solto que são difíceis de incorporar materiais inteligentes. Vamos demonstrar um método de primeiros tecidos de revestimento com óxidos metálicos ALD, resultando em filmes conformados do MOF nos tecidos durante a síntese de solvothermal.

Síntese de Solvothermal de MIL-96 e UiO-66-NH2 na camada atômica depositado revestimentos de óxido metálico em esteiras de fibra

Aqui, apresentamos um protocolo para projetar e fabricar filmes de silício poroso (PSi) nanoestruturados como transportadores degradáveis para o fator de crescimento do nervo (NGF). Diferenciação neuronal e consequência de PC12 células e ratos raiz dorsal neurônios do gânglio (DRG) caracterizam-se após tratamento com as transportadoras PSi NGF-carregado.

Projetar filmes de silício poroso como portadores do fator de crescimento do nervo

Demonstramos a síntese de nanopartículas de silício poroso fusogenic para entrega efectiva do oligonucleotide in vitro e in vivo. Nanopartículas de silício poroso são carregadas com siRNA para formar o núcleo, que é revestido por fusogenic lipídios através da extrusão para formar o reservatório. Direcionamento functionalization moiety e caracterização de partículas estão incluídos.

Síntese e caracterização de nanopartículas de silício poroso de Fusogenic para a entrega do Oligonucleotide Functionalization

O protocolo descreve a geração de spheróides de alto rendimento para bioimpressão usando a análise multi-paramétrica de sua oxigenação e morte celular em um microscópio padrão de fluorescência. Essa abordagem pode ser aplicada para controlar a viabilidade dos esferoides e realizar a padronização, o que é importante na modelagem do tecido 3D, microambiente tumoral e biofabricação (micro)tecido bem sucedida.

Biofabricção assistida por microscopia de oxigênio acessível de esferoides multicelulares

O presente protocolo descreve a fabricação de microesferas porosas altamente abertas (HOPMs) à base de poli(ácido lático-co-glicólico) através da tecnologia microfluídica fácil baseada em formulação de emulsão única. Essas microesferas têm aplicações potenciais em engenharia de tecidos e triagem de medicamentos.

Fabricação de Microesferas Porosas Altamente Abertas (HOPMs) via Tecnologia Microfluídica

O ouro nanoporoso com uma distribuição hierárquica e bimodal do tamanho dos poros pode ser produzido combinando desliga eletroquímica e química. A composição da liga pode ser monitorada através do exame EDS-SEM à medida que o processo de desliga avança. A capacidade de carga do material pode ser determinada pelo estudo da adsorção de proteínas no material.

Técnica versátil para produzir um design hierárquico em ouro nanoporoso

A troca pós-sintética de ligantes (PSE) é uma ferramenta versátil e poderosa para a instalação de grupos funcionais em estruturas metal-orgânicas (MOFs). A exposição de MOFs a soluções contendo ligantes funcionalizados com triazólicos e tetrazólicos pode incorporar essas metades heterocíclicas em Zr-MOFs através de processos PSE.

Síntese de estruturas metal-orgânicas à base de Zr funcionalizadas com triazólicos e tetrazólicos através da troca pós-sintética de ligantes

Neste artigo, apresentamos a preparação de hidrogéis de gelatina MOF, que se beneficiam das propriedades termorreversíveis da gelatina, associadas à sua separação de fases por coacervação. Esses compósitos de hidrogel exibem alta carga de MOF, grande porosidade e uma boa distribuição espacial das partículas de MOF dentro da matriz de gelatina.

Preparação de Hidrogéis Metal-Orgânicos - Gelatina por Coacervação

Aprenda a sintetizar nanopartículas porosas hierárquicas de UiO-66 para encapsular hemoglobina e aplicar PEGilação biortogonal. Este protocolo escalável produz carreadores de oxigênio estáveis e biocompatíveis para aplicações biomédicas.

Síntese, encapsulamento de hemoglobina e PEGilação biortogonal em nanopartículas hierárquicas porosas de UiO-66 para aplicações de entrega de oxigênio (Vídeo) | JoVE Journal

Síntese, encapsulamento de hemoglobina e PEGilação biortogonal em nanopartículas hierárquicas porosas de UiO-66 para aplicações de entrega de oxigênio

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