Kombinatorik Sentezi ve Polimer Film ve Nanoparçacık Kütüphaneler gelen Yüksek throughput Protein Yayın
Summary
Bu yöntem biyolojik polianhidrid film ve nanoparçacık kütüphanelerin kombinatoryal sentezi ve bu kütüphanelerin protein serbest high-throughput algılama anlatılmaktadır.
Abstract
Polyanhydrides mükemmel biyouyumluluk ve ilaç dağıtım yetenekleri ile biyomalzemelerin bir sınıf vardır. Onlar ile kapsamlı araştırmalar yapılmış olsa da, geleneksel tek-örnek-bir-zamanda sentez teknikleri, daha yeni high-throughput yaklaşım polyanhydrides 1 büyük kütüphaneler sentez ve test edilmesi için geliştirilmiştir. Bu daha verimli optimizasyon ve ilaç ve aşı dağıtım uygulamaları için bu biyomalzemelerin tasarım süreci kolaylaştıracaktır. Bu çalışmada yöntem biyolojik polianhidrid film ve nanoparçacık kütüphanelerin kombinatoryal sentezi ve bu kütüphanelerin protein serbest high-throughput algılama anlatılmaktadır. Bu robot ameliyat yöntemi (Şekil 1), lineer aktüatörler ve şırınga pompaları kullanıcı hatası ortadan kaldırarak, bir hands-free otomatik protokolü sağlayan LabVIEW, tarafından kontrol edilir. Dahası, bu yöntem, mikro ölçekte polimer kütüphanelerinin hızlı üretim, kırmızı sağlarmultivaryan polimer sistemlerinin kurulması ile sonuçlanan süre toplu iş boyutu ucing. Bu polimer sentezi için kombinatoryal yaklaşım geleneksel olarak bir polimer sentezlemek için alacağı zaman eşdeğer bir miktar içinde 15 farklı polimer kadar sentezini kolaylaştırır. Buna ek olarak, kombinatoryal polimer kütüphanesi (nanopartiküller için) olmayan bir çözücü içinde ya da vakum kurutma (filmleri için) bir çözücü ile çökeltme olarak polimer film ya da kütüphane çözünme üzerine boş veya nano partiküller içeren protein yüklü geometrilere imal edilebilir. Polimer kütüphaneler içine bir florokrom-konjuge protein yükleme sonra, protein serbest bırakma kinetikleri daha önce tarif edildiği gibi 1, bir floresan merkezli tespit yöntemi, (Şekil 2 ve 3) kullanılarak yüksek işlem de tespit edilebilir. Bu kombinatoryal platformu geleneksel yöntemlerle valide edilmiş 2 ve polianhidrid film ve nanoparçacık kütüphaneler ile karakterize edilmiştir <sup> 1 H NMR ve FTIR. In vitro hücresel toksisite, sitokin üretimi, yüzey işaretleyici ifade, yapışması, çoğalması ve farklılaşması;; kütüphaneler proteini serbest kinetiği, istikrar ve antijeniteye için elemeden geçirildi ve in vivo biyodağılımını ve mucoadhesion 1-11. Burada geliştirilen kombinatoryal yöntem, sırayla, biyomalzeme performansın optimizasyonu için in vitro ve in vivo olarak taranması için protein yüklü nanopartikül filmin ve kütüphanelerinin yüksek verimli polimer sentezi ve imalatı mümkün kılar.
Protocol
Discussion
Gerekli sentez koşulları ve sentezlendiği polimerlerin cam geçiş sıcaklığı (T g s) bilgisi kütüphane üretimi için gereklidir. T g s oda sıcaklığının altında olması durumunda, nanoparçacık imalat adımı polimerlerin T g altında bir sıcaklık kontrollü bir ortamda gerçekleştirilebilir gerekebilir. Ayrıca, dikkatli yüksek sıcaklık ve solvent ile temas tüm ekipmanların bu koşullar işlemek için uygun olmalıdır sağlamak için alınmalıdır. Bu protokol …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar mali destek için ONR-MURI Ödülü (NN00014-06-1-1176) ve US Army Medical Research ve Materyal Komutanlığı (Hibe No W81XWH-10-1-0806) kabul etmektesiniz. Bu malzeme Hibe sayılı AET 0552584 ve 0851519 altında Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklenen çalışma dayanır.
Materials
| Name | Company | Catalog number |
| Motorized XYZ Stage: 3x T-LSM050A, 50 mm travel per axis | Zaber Technologies | T-XYZ-LSM050A-KT04 |
| NE-1000 Single Syringe Pump | New Era Pump Systems | NE-1000 |
| Pyrex* Vista* Rimless Reusable Glass Culture Tubes | Corning | 07-250-125 |
| Glass cuvettes | Scientific Strategies | G102 |
| LabVIEW | National Instruments | 776671-35 |
| SGE Gas Tight Syringes, Luer Loc | Sigma Aldrich | 509507 |
| U96 DeepWell Plates 1.3 ml & 2.0 ml | Thermo Scientific: Nunc | 278743 |
| Well cap mats | Thermo Scientific: Nunc | 276000 |
| Typhoon 9400 | GE Healthcare | 63-0055-79 |
| Whatman Grade 50 Circles 90 mm | Whatman | 1450-090 |
References
- Petersen, L. K., Sackett, C. K., Narasimhan, B. A novel, high-throughput method to study in vitro protein release from polymer nanospheres. J. Comb. Chem. 12, 51-56 (2010).
- Petersen, L. K. Activation of innate immune responses in a pathogen-mimicking manner by amphiphilic polyanhydride nanoparticle adjuvants. Biomaterials. 32, 6815-6822 (2011).
- Vogel, B. M., Cabral, J. T., Eidelman, N., Narasimhan, B., Mallapragada, S. K. Parallel synthesis and high-throughput dissolution testing of biodegradable polyanhydride copolymers. J. Comb. Chem. 7, 921-928 (2005).
- Petersen, L. K. High-throughput evaluation of in vivo biodistribution of polyanhydride nanoparticles. Adv. Healthcare Mater. , (2012).
- Petersen, L. K., Narasimhan, B. Combinatorial design of biomaterials for drug delivery: opportunities and challenges. Expert Opin. Drug Deliv. 5, 837-846 (2008).
- Petersen, L. K., Oh, J., Sakaguchi, D. S., Mallapragada, S. K., Narasimhan, B. Amphiphilic polyanhydride films promote neural stem cell adhesion and differentiation. Tissue Eng. 17, 2533-2541 (2011).
- Petersen, L. K., Sackett, C. K., Narasimhan, B. High-throughput analysis of protein stability in polyanhydride nanoparticles. Acta Biomater. 6, 3873-3881 (2010).
- Petersen, L. K., Xue, L., Wannemuehler, M. J., Rajan, K., Narasimhan, B. The simultaneous effect of polymer chemistry and device geometry on the in vitro activation of murine dendritic cells. Biomaterials. 30, 5131-5142 (2009).
- Thorstenson, J. B., Petersen, L. K., Narasimhan, B. Combinatorial/high-throughput methods for the determination of polyanhydride phase behavior. J. Comb. Chem. 11, 820-828 (2009).
- Xue, L., Petersen, L., Broderick, S., Narasimhan, B., Rajan, K. Identifying factors controlling protein release from combinatorial biomaterial libraries via hybrid data mining methods. ACS Comb. Sci. 13, 50-58 (2011).
- Adler, A. F. High-throughput cell-based screening of biodegradable polyanhydride libraries. Comb. Chem. High Through. Screen. 12, 634-645 (2009).
- Determan, A. S., Trewyn, B. G., Lin, V. S., Nilsen-Hamilton, M., Narasimhan, B. Encapsulation, stabilization, and release of BSA-FITC from polyanhydride microspheres. J. Control. Release. 100, 97-109 (2004).
- Determan, A. S., Wilson, J. H., Kipper, M. J., Wannemuehler, M. J., Narasimhan, B. Protein stability in the presence of polymer degradation products: consequences for controlled release formulations. Biomaterials. 27, 3312-3320 (2006).
- Torres, M. P., Determan, A. S., Anderson, G. L., Mallapragada, S. K., Narasimhan, B. Amphiphilic polyanhydrides for protein stabilization and release. Biomaterials. 28, 108-116 (2007).
- Torres, M. P., Vogel, B. M., Narasimhan, B., Mallapragada, S. K. Synthesis and characterization of novel polyanhydrides with tailored erosion mechanisms. J. Biomed. Mater. Res. A. 76, 102-110 (2006).
- Carrillo-Conde, B. Encapsulation into amphiphilic polyanhydride microparticles stabilizes Yersinia pestis antigens. Acta Biomater. 6, 3110-3119 (2010).
