Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Bioengineering

High-throughput syntese av karbohydrater og funksjonalisering av Polyanhydride Nanopartikler

Published: July 6, 2012 doi: 10.3791/3967
* These authors contributed equally

Summary

I denne artikkelen, er en høy gjennomstrømning metode presenteres for syntese av oligosakkarider og deres tilknytning til overflaten av polyanhydride nanopartikler for videre bruk i målretting spesifikke reseptorer på antigenpresenterende celler.

Abstract

Transdisiplinær tilnærminger som involverer områder som materiale design, nanoteknologi, kjemi og immunologi må utnyttes til rasjonelt utforme effektive vaksiner bærere. Nanopartikkel-baserte plattformer kan forlenge varigheten av vaksinen antigener, noe som kan forbedre vaksinen immunogenisitet en. Flere biologisk nedbrytbare polymerer har vært studert som vaksine levering biler 1; spesielt, har polyanhydride partikler vist evne til å gi vedvarende utgivelsen av stabile protein antigener og for å aktivere antigenpresenterende celler og modulere immunresponsen 2-12.

Den molekylære utformingen av disse vaksine bærere må integrere rasjonelle valg av polymer egenskaper samt inkorporering av hensiktsmessige målretting agenter. Høy gjennomstrømning automatisert fabrikasjon av målretting ligander og functionalized partikler er et kraftig verktøy som vil forbedre evnen til å studere et bredt range av eiendommer og vil føre til utformingen av reproduserbare vaksine levering enheter.

Tilsetting av målretting ligander som kan bli gjenkjent av spesifikke reseptorer på immunceller har vist seg å modulere og skreddersy immunresponser 10,11,13 C-type lektin reseptorer (CLRs) er mønstergjenkjenning reseptorer (PRRs) som anerkjenner karbohydrater tilstede på overflaten av patogener. Stimulering av immunceller via CLRs gir forbedret internalisering av antigen og påfølgende presentasjon for ytterligere T-celleaktivering 14,15. Derfor karbohydrat molekylene spiller en viktig rolle i studiet av immunreaksjoner, men bruken av disse biomolekyler ofte lider av mangel på tilgjengeligheten av strukturelt veldefinerte og rene karbohydrater. En automatisering plattform basert på iterativ løsning-fase reaksjoner kan muliggjøre rask og kontrollert syntese av disse syntetisk utfordrende molekylene bruker vesentlig lavere building blokk mengder enn tradisjonelle solid fase metoder 16,17.

Heri vi rapporterer en protokoll for automatisert løsning-fase syntese av oligosakkarider som mannose-baserte rettet ligander med fluorous fast-fase ekstraksjon for mellomlagring rensing. Etter utvikling av automatiserte metoder for å gjøre karbohydrat-baserte målretting agent, beskriver vi metoder for feste sin på overflaten av polyanhydride nanopartikler ansette en automatisert robot satt opp betjenes av LabVIEW som tidligere beskrevet 10. Overflate funksjonalisering med karbohydrater har vist effekt i målretting CLRs 10,11 og øke gjennomstrømningen av fabrikasjon metode for å avdekke kompleksiteten forbundet med en multi-parametrisk system vil være av stor verdi (Figur 1a).

Protocol

1. High-throughput Karbohydrat Synthesis

  1. Før den automatiserte syntese av dimannoside, et passende beskyttet sukker donor, typisk trichloroacetimidate, og akseptor, hovedsakelig en alkenyl fluorous alkohol, er syntetisert på benken-top.
  2. Et program er skrevet for automatisert syntese av dimannoside. En skjematisk fremstilling av den grunnleggende automatisert prosedyren er presentert i figur 2. I programmet er det sikret at før tillegg av arrangøren, er blandingen av donor og akseptor omrøres i minst 30 min.
  3. Løsninger av syntetisk donor, akseptor og trimethylsilyltrifluoromethanesulfonate er laget i diklormetan. Toluen og diklormetan brukes oftest for glykosylering reaksjoner.
  4. Også utarbeide løsninger av reagenser for deprotection av midlertidige beskytte grupper i 80% metanol og 100% metanol.
  5. Før starten av programmet, sikre at relative luftfuktigheten i rommet er 30% eller lavere i automatisering kammeret. Høy luftfuktighet er skadelig for glykosylering reaksjoner.
  6. Når programmet er startet, overfører robotarmen løsningene på donor og akseptor inn reaksjonen hetteglasset sekvensielt. Da blandingen røres i 30 min.
  7. Neste robotarmen overfører 0,2 til 0,3 ekvivalenter av trimethylsilyltrifluoromethanesulfonate inn i blandingen, typisk ved romtemperatur men lavere temperaturer som -20 ° C kan oppnås. Reaksjonsblandingen er røres i 30 min.
  8. Etter 30 min, blir reaksjonen stoppet og en liten delmengde fjernet for å overvåke reaksjon fremgang. Hvis ikke komplett, kan reaksjonen bli videreført og til slutt den tiden som kreves kan endres.
  9. Når reaksjonen er ferdig, blir reaksjonsblandingen overført til fluorous fast fase ekstraksjon (FSPE) patroner som inneholder C 8 F 17-modifisert silikagel for rensing.
  10. Handlevognenrygger først vaskes med en 80% metanol-vann-blanding (8 ml) for å kvitte seg med ikke-fluorous brøk.
  11. Deretter patronene er vasket med 100% metanol for å oppnå ønsket fluorous-merket produkt. Hvis ytterligere rensing er ønskelig, kan maskinen stoppes og reaksjonen produkt (er) fjernes for rensing av ytterligere midler.
  12. Etter rensing syklus, dispenses robotarmen natrium methoxide inn reaksjonen hetteglasset. Reaksjonen blir rørt til 2 timer. Hvis ikke komplett, kan reaksjonen igjen videreføres for en lengre periode og til slutt den programmerte tiden som kreves kan endres.
  13. Etter gjennomføring av reaksjonen, er produktet renset ved FSPE og deretter utsatt for oppløsning i vannfri toluen etterfulgt av fordampning å fjerne rester av vann.
  14. Så syklusen (fra trinn 6 til 13) gjentas til ønsket kjedelengden er innhentet for målet molekylet.
  15. Den beskyttede produkt fremstilt av automatisering er thno videre renset og fullt preget av teknikker som nukleær magnetisk resonans (NMR) spektroskopi. Komplett deprotection (fjerning av alle gjenværende beskytter gruppene) av den endelige målet molekylet er så gjennomført utenfor automatisering plattformen som regel fordi det vanligvis innebærer eksplosiv hydrogengass og palladium. Den endelige deprotection trinnet ble utført på benk-toppen utenfor automatisering plattformen. Det første skrittet var ozonolysis av dobbeltbindingen i fluorous tag etterfulgt av oksidasjon av produsert aldehyd til en karboksylsyre. Produktet ble renset etter kolonne kromatografi. Det siste trinnet var deprotection av Benzyl ether grupper av palladium-katalysert hydrogenering. Produktet ble formidlet gjennom celite pad for å bli kvitt palladium for å få rent endelige produktet.

2. High-throughput Nanopartikkel Surface Funksjonalisering

  1. High-throughput polymer syntese og nanopartikler fabrikasjon utføres etter samme protocol og robot satt opp beskrevet av Petersen m.fl. 19. De copolymer systemene som brukes for partikkel fabrikasjon er basert på sebacic syre (SA) og 1,6-bis (para-carboxyphenoxy) heksan (CPH), og 1,8-bis ( para-carboxyphenoxy) -3,6-dioxaoctane (CPTEG) og CPH. En skjematisk fremstilling av robot avsetning apparatet benyttes er presentert i Figur 1b.
  2. Etter nanopartikler fabrikasjon, er innehaveren inneholder rør med nanopartikler bibliotek reattached til lineær aktuator scenen.
  3. For festing av karbohydrater til overflaten av polyanhydride partikler, er en amin-karboksylsyre kopling reaksjon 20 består av to etterfølgende reaksjoner utført.
  4. For den første reaksjonen, blir sprøyten i den første programmerbare sprøytepumpe fylt med 10 ekvivalenter (Eq.) (ekvivalenter i gjennomsnitt molar karboksylsyre konsentrasjon på partikkel overflaten) for 1-etyl-3-(3-dimethylaminopropyl)-carbodiimide hydroklorid (EDC) og 10 EQ. av etylendiamintartrat i en vandig løsning, mens sprøyten i andre programmerbare sprøyten pumpen er lastet med 12 ekv. av N-hydroxysuccinimide (NHS) i vandig løsning.
  5. Bruke LabVIEW programmet, er reagensen suspensjoner deponert i nanopartikkel bibliotek *.
  6. Deretter blir hver prøve sonicated (30 s ved 40 Hz) og røret holderen er løsrevet fra robot-plattformen.
  7. Nanopartikler suspensjoner inkuberes i 9 h ** med konstant rotasjon ved 4 ° C.
  8. Etter reaksjonstid er fullført, blir rørene sentrifugeres (12 000 xg i 5 min) og returneres til robot stasjonen for å utføre to vask trinn.
  9. For vasking, forblir en sprøyte tom og lastet i første programmerbare Sprøytepumpe mens sprøyten i den andre sprøyten pumpen er fylt med kaldt vann. Supernatanten i hvert rør trekkes inn i den tomme sprøyten og den andre pumpen innskudd kaldt vann.
  10. Homogenisering av nanopartikkel suspensjon utføres som beskrevet i trinn 2.6. Rør deretter sentrifugeres (12 000 xg i 5 min) og en andre vasketrinn utføres som beskrevet i trinn 2.9.
  11. For det andre reaksjonen, er to deponering trinn brukes. I den første deponering trinnet, 12 eq. av EDC er lastet med en pumpe og 12 EQ. av NHS er lastet med den andre pumpen.
  12. Den andre deponering trinnet omfatter 10 EQ. av en spesifikk saccharide på første og andre pumper (dvs. galaktose, laktose eller di-mannose) *** og en tredje pumpe med 10 ekv. av glykolsyre (brukt som kontroll ****).
  13. Nanopartikler suspensjoner er homogenisert som beskrevet på trinn 2,6 og inkubert for 9 timer med konstant rotasjon ved 4 ° C.
  14. Etter den tiden av reaksjonen er ferdig, en vasketrinn utført som beskrevet i trinn 2.8, 2.9 og 2.10.
  15. Den functionalized nanopartikkel biblioteket er deretter plassert i et vakuum kammer tørke i minst 2 timer.
  16. De functionalized nanopartikler er så tegnlisert av X-ray fotoelektron spektroskopi og en høy gjennomstrømning fenol-svovelsyre analysen å avgjøre overflaten sammensetning og konsentrasjon av saccharide henholdsvis. Scanning elektron mikroskopi og dynamisk lysspredning benyttes for å bestemme partikkelstørrelse, størrelse fordeling, og overflaten ansvaret.

Merknader: * Avsetning volumer varierer med massen av nanopartikler som finnes i hver tube.
** Reaksjonstider for første og andre reaksjoner kan endres for å justere den endelige saccharide konsentrasjon.
*** Hver saccharide blir deponert i reagensglass avhengig av ønsket gruppe.
**** For den spesifikke reaksjonen ansatt i denne studien til å feste karbohydrater, blir glykolsyre brukt som linker kontroll siden deprotected sakkarider allerede har dette molekylet kovalent bundet, som åpner for videre tilknytning til nanopartikkel overflaten.

3. Representative Resultater

Den fully beskyttet dimannoside vist i Figur 2 ble syntetisert ved hjelp av automatisering plattformen. Den syntetiserte forbindelsen ble preget av en H NMR i en VXR 400 MHz spektrometer med CDCl 3 som løsemiddel. Den NMR spektrum er vist i Figur 3.

Utnytte high-throughput nanopartikkel fabrikasjon og funksjonalisering av polyanhydride nanopartikler beskrevet her, har feste dimannose, laktose og galaktose utført vellykket 10, 11. Ved hjelp av dette settet opp, ble optimale reaksjon forhold (dvs. reaksjonstid temperatur og tid) identifisert for å oppnå ønsket nanopartikkel funksjonalisering og morfologi. Når reaksjonen ble utført ved 4 ° C i stedet for romtemperatur, ble en reduksjon i nanopartikkel aggregering observert av SEM (data ikke vist). Tabell 1 viser representative resultater fra karakterisering av functionalized 50:50 CPTEG: CPH nanopartikler med enten di-mannose ellerlaktose, syntetisert ved 4 ° C. Dataene indikerer en liten økning i den gjennomsnittlige nanopartikkel diameter på grunn av funksjonalisering. Mens de ikke-functionalized nanopartikler hadde en negativ zeta potensialet på ca. -20 MV, viste functionalized partiklene en positiv zeta potensiell verdi, noe som viser vellykket funksjonalisering av nanopartikler overflaten. Laktose og di-mannose er både nøytrale sukker, men gratis amin grupper fra etylen diamine linker utnyttes til å feste sakkarider kan være ansvarlig for den positive zeta potensialet.

Reaksjonstiden er en annen variabel som kan påvirke både den endelige morfologi av nanopartikler og graden av sukker vedlegg oppnådd. Ved å justere reaksjonstid, kan den endelige sukker konsentrasjon knyttet til nanopartikler overflaten kontrolleres som vist i figur 4A. Som forventet konsentrasjonen av dimannose på overflaten av 50:50 CPTEG: CPH nanopartikler økte medden totale tiden for reaksjon og nådde et maksimum etter 18 timer. Nanopartikler functionalized med 24 timers total reaksjonstid ble brukt til å vurdere sin evne til å målrette CLRs på mus benmarg avledet dendrittiske celler (DCS). Flowcytometri ble brukt til å evaluere uttrykk for to CL reseptorer (dvs. CIRE (CD209, DC-SIGN) og mannose reseptor (CD206)) etter stimulering med ikke-functionalized, og laktose og di-mannose functionalized nanopartikler (Figur 4B). En høyere uttrykk av begge reseptorene, som er en indikasjon på effektiv målretting, ble innhentet da cellene ble stimulert med både laktose og di-mannose functionalized nanopartikler. Imidlertid viste di-mannose-functionalized partikler et høyere nivå av uttrykk som indikerer en spesifisitet på dette ligand for de reseptorene som ble studert.

Nanopartikkel typen Gjennomsnittlig partikkelstørrelse (nm) Averaseri Particle ζ-Potential (mV)
Ikke-functionalized 162 ± 43 -20 ± 0,6
Laktose 235 ± 34 26 ± 2,4
Di-mannose 243 ± 32 30 ± 4,2

Tabell 1. Nanopartikkel karakterisering. Ikke-functionalized og functionalized var preget av kvasi-elastisk lysspredning og zeta potensielle mål. Partikkelstørrelse data representerer middelverdien ± standardavvik (SD) av dynamisk lysspredning data samlet i tre uavhengige eksperimenter. Zeta potensielle data representerer middelverdien ± SD av tre uavhengige målinger. Endring i tegn zeta potensialet viser at sukker var effektivt konjugert til 50:50 CPTEG: CPH nanopartikler overflate.

Figur 1 = "/ Files/ftp_upload/3967/3967fig1.jpg" />
Figur 1. (A) Grafisk fremstilling av tilnærmingen forfulgt med karbohydrat funksjonalisering av polyanhydride nanopartikler og et forbilde for de functionalized nanopartikkel bibliotekene som kan være utformet med den beskrevne high-throughput tilnærming. (B) Skjematisk fremstilling av automatiserte avsetning apparatet utnyttes for partikkel funksjonalisering, som består av (i) tre NE 1000 pumper, (ii) en robot stadium integrert med to aktuatorer (Zaber): En for bevegelse i x-retning og den andre for bevegelse i y-retningen, (iii) en andre robot scene med to tilstøtende racks (passende for rør og kyvetter) bestående av tre aktuatorer, ett for hver retning (x, y, og z). Pumpene og totalt fem aktuatorer er koblet i serie. Aktuatorer og pumper er drevet av en datamaskin ved hjelp av LabVIEW. Dette diagrammet er ikke i målestokk.arge.jpg "target =" _blank "> Klikk her for å se større figur.

Figur 2
Figur 2. Grafisk fremstilling av automatiserte iterative syntese av karbohydrater med mannose som et eksempel.

Figur 3
Figur 3. 1 H NMR av beskyttet dimannoside.

Figur 4
Figur 4. (A) Effekt av reaksjonstid på nanopartikler overflate konsentrasjon av saccharide. I dataene vist, 50:50 CPTEG: ble CPH nanopartikler functionalized med dimannose på forskjellige reaksjonstider og reaksjonen ble utført ved 4 ° C. Den gjennomsnittlige og standard feil av to uavhengige funksjonalisering eksperimenter vises. (B) laktose og di-mannose functionalized nanopartiklereffektivt mål DC-SIGN (CIRE, CD209) og mannose reseptor (CD206) på beinmarg-deriverte dendrittiske celler som demonstrert av den forbedrede uttrykk for disse to markørene etter stimulering med functionalized 50:50 CPTEG: CPH nanopartikler sammenlignet med uttrykket innhentet med ikke-functionalized partikler.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Effekten av karbohydrater som målretting agenter til direkte nanopartikkel interaksjoner til immunceller tidligere har blitt vist 10, 11. Tidligere forskning i våre laboratorier har vist at spesifikke sukker knyttet til polyanhydride nanopartikler er i stand til å målrette ulike CLRs på antigenpresenterende celler (APC), og dermed styrke aktivering av immunceller som kan være viktig for videre T-celleaktivering 10, 11. Men for å oppnå optimal målretting flere parametre, for eksempel den polyanhydride kjemi, størrelse, type sukker eller overflate sukker tetthet-må være optimalisert og derfor øke gjennomstrømning i fabrikasjon metode for å avdekke kompleksiteten forbundet med en slik multi-parametrisk system vil være av stor verdi. I tillegg vil bruken av functionalized nanopartikler dersom stor verdi til andre relaterte forskningsområder, inkludert biosensing, enzym immobilisering, og påvisning av foodborne patogener.

Ved å utnytte den beskrevne high-throughput syntese av karbohydrater, kan utfordringene i reproduserbar syntese av karbohydrat molekyler lempes. Automatiserte parallelle reaksjoner av samme sukker kan produsere større mengder materiale som trengs. De kjente roller sukker og glycoconjugates er raskt voksende. Likevel, en forståelse av de molekylære mekanismer av karbohydrater i mange prosesser, f.eks signaltransduksjonsveiene eller cellulære anerkjennelse prosesser 21, avhengig av lett og billig tilgjengeligheten av strukturelt veldefinerte sakkarider. Beskyttelse / deprotection strategier for å kontrollere reaktiviteten av ulike hydroksylgrupper for presis kjetting forlengelse er en førsteklasses nødvendig for sukker syntese, men er kjedelig og tidkrevende. Oligonukleotider og oligopeptides regelmessig og effektivt syntetisert ved hjelp av automatiserte synthesizere 22, 23. En solid fase synthesizer er ava ilable for oligosakkarid syntese 24, men lider av noen alvorlige ulemper: f.eks, store utskeielser av byggeklosser (5 til 20 ekvivalenter per kopling trinn), mangelen på lettvinte overvåking av reaksjon fremgang, og den iboende variabilitet av solid-fase harpiks som brukes . En ny løsning-fase automatisering plattform, krever imidlertid bare 2 til 3 ekvivalenter av disse dyrebare byggesteinene. I denne plattformen en rekke fluorous koder, som alkenyl fluorous gruppen, muliggjør fluorous fast-fase ekstraksjon (FSPE) å rense de halvfabrikater lett fra ikke-fluorous forbindelser 18, 25, 26. Men som vist her, trenger ikke disse kodene til hinder løsningsorientert fase glykosylering og deprotection reaksjoner i vanlige organiske løsemidler. Også, i motsetning noen solid-fase automatisert synthesizer, gir dette nye plattformen vanlige reaksjonen overvåking strategier som massespektrometri (MS) og tynt kromatografi (TLC) på noe tidspunkt.

ontent "> Som beskrevet i resultatlisten delen, etter high-throughput funksjonalisering av nanopartikler presenteres her, har reaksjonen tilstander (f.eks reaksjonstid og temperatur) for å oppnå optimal nanopartikkel morfologi etter funksjonalisering blitt optimalisert. Optimal reaksjon temperaturen må være optimalisert avhengig av polymer eiendommer som brukes til å dikte nanopartikler (f.eks glassningstemperatur (T g), Nedbrytingshastigheten). For eksempel når du bruker polymerer med lav T g (under romtemperatur), vil funksjonalisering reaksjonene må utføres på lave temperaturer, noe som er tilfelle for noen av de polyanhydride kjemi benyttes i vår forskergruppe. Optimalisering av den totale reaksjonstid ansatt for partikkel funksjonalisering er ønsket spesielt når partikkel kjemi med ulike Nedbrytingshastigheten må functionalized. kortere reaksjonstid kan være ideell til functionalize bulk-nedbrytende stoffer espesielt når en målretting sukker må kobles til narkotika-eller protein-lastet partikler. Sugar konsentrasjon på partikkel overflaten kan være en viktig variabel for å lede den biologiske ytelsen av disse bærere. Den biologiske utfallet av varierende sukker konsentrasjon er en aktuell fagområde i våre laboratorier. Bruken av dette høy gjennomstrømning satt opp til å dikte og functionalized polyanhydride nanopartikler tillater testing av flere variabler raskere enn konvensjonell fabrikasjon og funksjonalisering metoder. Den viktigste begrensningen av høy gjennomstrømning teknikken er den maksimale batch-størrelse av partikler som kan oppnås siden det er begrenset av størrelsen på containere som kan passe i apparater innehavere: men siden den viktigste bruken av dette oppsettet er for screening mindre størrelse batch kan effektivt bruke til dette formålet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

NLBP er medstifter og har egenkapital i karbohydrat selskapet LuCella biovitenskap, Inc.

Acknowledgments

Forfatterne ønsker å takke den amerikanske Army Medical Research og forsyningskommando Command (Grant # W81XWH-10-1-0806) og National Institutes of Health (Grant # U19 AI091031-01 og Grant # 1R01GM090280) for økonomisk støtte. BN erkjenner Balloun professoratet i kjemisk og biologisk Engineering og NLBP erkjenner Wilkinson professoratet i Tverrfaglig Engineering. Vi takker Julia Vela for bistand henne i å utføre nanopartikkel funksjonalisering eksperimenter.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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
ASW 1000 Chemspeed Technologies
LabVIEW National Instruments 776671-35
SGE Gas Tight Syringes, Luer Loc Sigma Aldrich 509507
XL-2000 Sonicator Qsonica Q55
Mini-tube rotator Fisher Scientific 05-450-127

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Zepp, F. Principles of vacine design-lessons from nature. Vaccine. 28, C14-C24 (2010).
  2. Ulery, B. D., Phanse, Y., Sinha, A., Wannemuehler, M. J., Narasimhan, B., Bellaire, B. H. Polymer chemistry influences monocytic uptake of polyanhydride nanospheres. Pharm. Res. 26, 683-690 (2009).
  3. Torres, M. P., Wilson-Welder, J. H., Lopac, S. K., Phanse, Y., Carrillo-Conde, B., Ramer-Tait, A. E. Polyanhydride microparticles enhance dendritic cell antigen presentation and activation. Acta Biomater. 7, 2857-2864 (2011).
  4. 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).
  5. Petersen, L. K., Ramer-Tait, A. E., Broderick, S. R., Kong, C. S., Ulery, B. D., Rajan, K. Activation of innate immune responses in a pathogen-mimicking manner by amphiphilic polyanhydride nanoparticle adjuvants. Biomaterials. 32, 6815-6822 (2011).
  6. 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).
  7. Lopac, S. K., Torres, M. P., Wilson-Welder, J. H., Wannemuehler, M. J., Narasimhan, B. Effect of polymer chemistry and fabrication method on protein release and stability from polyanhydride microspheres. J. Biomed. Mater. Res. B. 91, 938-947 (2009).
  8. 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).
  9. Determan, A. S., Lin, V. S. Y., Nilsen-Hamilton, M., Narasimhan, B. Encapsulation, stabilization, and release of BSA-FITC from polyanhydride microspheres. J. Controlled Release. 100, 97-109 (2004).
  10. Chavez-Santoscoy, A., Roychoudhury, R., Ramer-Tait, A. E., Pohl, N. L. B., Wannemuehler, M. J., Narasimhan, B. Tailoring the immune response of alveolar macrophages by targeting different C-type lectin receptors using "pathogen-like" amphiphilic polyanhydride nanoparticles. Biomaterials. , Forthcoming (2011).
  11. Carrillo-Conde, B., Song, E. -H., Chavez-Santoscoy, A., Phanse, Y., Ramer-Tait, A., Pohl, N. L. Mannose-functionalized "pathogen-like" polyanhydride nanoparticles target C-type lectin receptors on dendritic cells. Mol. Pharmaceutics. 8, 1877-1886 (2011).
  12. Carrillo-Conde, B., Schiltz, E., Torres, M. P., Yu, J., Phillips, G., Minion, C. Amphipilic polyanhydrides for stabilization of Yersinia pestis antigens. Acta. Biomater. 6, 3110-3119 (2010).
  13. Reddy, S. T., Swartz, M. A., Hubbell, J. A. Targeting dendritic cells with biomaterials: developing the next generation of vaccines. Trends Immunol. 27, 573-580 (2006).
  14. Higashi, N., Fujioka, K., Denda-Nagai, K., Hashimoto, S., Nagai, S., Sato, T. The macrophage C-type lectin specific for galactose/N-acetylgalactosamine is an endocytic receptor expressed on monocyte-derived immature dendritic cells. J. Biol. Chem. 277, 20686 (2002).
  15. Geijtenbeek, T. B. Signalling through C-type lectin receptors: shaping immune responses. Nat. Rev. Immunol. 9, 465-479 (2009).
  16. Seeberger, P. H. Automated oligosaccharide synthesis. Chem. Soc. Rev. 37, 19-28 (2008).
  17. Seeberger, P. H. Automated Carbohydrate Synthesis as Platform to Address Fundamental Aspects of Glycobiology-Current Status and Future Challenges. Carb. Res. 343, 1889-1896 (2008).
  18. Jaipuri, F. A., Pohl, N. L. Toward solution-phase automated iterative synthesis: fluorous-tag assisted solution-phase synthesis of linear and branched mannose oligomers. Org. Biomol. Chem. 6, 2686-2691 (2008).
  19. Petersen, L. K., Chavez-Santoscoy, A., Narasimhan, B. Combinatorial synthesis of and high-throughput protein release from polymer film and nanoparticle libraries. J. Vis. Exp. , Forthcoming (2011).
  20. Song, E. -H., Osanya, A. O., Petersen, C. A., Pohl, N. L. B. Synthesis of multivalent tuberculosis and Leishmania-associated capping carbohydrates reveals structure-dependent responses allowing immune evasion. J. Am. Chem. Soc. 132, 11428-11430 (2010).
  21. Hakamori, S. Aberrant glycosylation in tumor and tumor associated carbohydrate antigens. Adv. Cancer Res. 59, 257-331 (1989).
  22. Atherton, T., Sheppard, R. C. Solid-phase peptide synthesis: a practical approach. , Oxford Univ Press. Oxford, UK. (1999).
  23. Caruthers, M. H. Gene synthesis machines: DNA chemistry and the uses. Science. 230, 281-285 (1985).
  24. Plante, O. J., Palmacci, E. R., Seeberger, P. H. Automated solid- phase synthesis of oligosaccharides. Science. 291, 1523-1527 (2001).
  25. Ko, K. -S., Park, G., Yu, Y., Pohl, N. L. Protecting group-based colorimetric monitoring of fluorous-phase and solid-phase synthesis of oligoglucosamines. Org. Lett. 10, 5381-5384 (2008).
  26. Pohl, N. L. Automated solution-phase oligosaccharide synthesis and carbohydrate microarrays: development of fluorous-based tools for glycomics. Chemical Glycobiology. Chen, X. H. R., Wang, G. P. , American Chemical Society. Washington, DC. 272-287 (2008).

Tags

Bioteknologi Chemical Engineering High-throughput automatisering Karbohydrater Synthesis Polyanhydrides nanopartikler Funksjonalisering Targeting Fluorous Solid Phase Extraction
High-throughput syntese av karbohydrater og funksjonalisering av Polyanhydride Nanopartikler
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Carrillo-Conde, B. R., Roychoudhury, More

Carrillo-Conde, B. R., Roychoudhury, R., Chavez-Santoscoy, A. V., Narasimhan, B., Pohl, N. L. B. High-throughput Synthesis of Carbohydrates and Functionalization of Polyanhydride Nanoparticles. J. Vis. Exp. (65), e3967, doi:10.3791/3967 (2012).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter